Estudio Numérico sobre el Mecanismo de Formación de Flujo de Tapa en Flujos de Canales Viscoelásticos

En flujos de canales de fluidos viscoelásticos a altos números de Deborah, la dinámica está dominada por la relación constitutiva, lo que lleva a la formación de perfiles de velocidad similares a tapones. En este estudio, se realizaron simulaciones numéricas sistemáticas utilizando el modelo de Maxwell de Corriente Convectada Superior (UCM) combinado con un método de compresibilidad artificial. Bajo condiciones de altos números de Reynolds y Deborah, aparece una región supercrítica en el centro del canal, donde la velocidad de propagación de la onda elástica supera la velocidad del flujo, lo que resulta en una distribución de velocidad aplanada. En contraste, en la región subcrítica cerca de la pared, las fuerzas elásticas que surgen de las tensiones normales actúan contra el gradiente de presión, invirtiendo el signo del gradiente de tensión de corte. Este mecanismo produce una distribución de estrés anómala y perfiles de velocidad distintivos.