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2025 article

Viscosity stratification instability in two-layer, generalised Couette–Poiseuille flow

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Rattachement africain : cn, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

We investigate flow instability produced by viscosity and density discontinuities at the interface separating two Newtonian fluids in generalised Couette–Poiseuille (GCP) flow. The base flow, driven by counter-moving plates and an inclined pressure gradient at angle $0^\circ \leqslant \phi \leqslant 90^\circ$ , exhibits a twisted, two-component velocity profile across the layers, characterised by the Couette–Poiseuille magnitude parameter $0^\circ \leqslant \theta \leqslant 90^\circ$ . Plane Couette–Poiseuille (PCP) flow at $ \phi = 0^\circ$ is considered as a special case. Flow/geometry parameters are $(\phi ,\theta )$ , a Reynolds number $Re$ and the viscosity, depth and density ratios $(m,n,r)$ , respectively. A mapping from the GCP to PCP extended Orr–Sommerfeld equations is found that simplifies the numerical study of interfacial-mode instabilities, including determination of shear-mode critical parameters. For interfacial modes, unstable regions in $(m,n,r)$ space are delineated by three distinct surfaces found via long-wave analysis, with the exception of strict Couette flow where the $(m,n)$ surface asymptotically vanishes with $\theta \rightarrow 0^\circ$ . In interfacial stable regions but with unstable shear modes, one-layer PCP stability can be identified with a cut-off $\theta$ that conforms to canonical PCP stability. Competition between the interfacial-mode reversal phenomenon and the shear-mode cut-off behaviour is discussed. Extending to the full GCP configuration with the mapping algorithms applied, we systematically chart how pressure-gradient inclination and perturbation wavefront angle shift the balance between interfacial and shear instabilities in a specific case.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Viscosity stratification instability in two-layer, generalised Couette–Poiseuille flow
Date Crossref
04/12/2025
Éditeur
Cambridge University Press (CUP)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of Science and Technology of China pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • California Institute of Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

University of Science and Technology of China et California Institute of Technology.

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