Dual plane problems for creeping flow of power-law incompressible medium


Cite item

Full Text

Abstract

In this paper, we consider the class of solutions for a creeping plane flow of incompressible medium with power-law rheology, which are written in the form of the product of arbitrary power of the radial coordinate by arbitrary function of the angular coordinate of the polar coordinate system covering the plane. This class of solutions represents the asymptotics of fields in the vicinity of singular points in the domain occupied by the examined medium. We have ascertained the duality of two problems for a plane with wedge-shaped notch, at which boundaries in one of the problems the vector components of the surface force vanish, while in the other-the vanishing components are the vector components of velocity, We have investigated the asymptotics and eigensolutions of the dual nonlinear eigenvalue problems in relation to the rheological exponent and opening angle of the notch for the branch associated with the eigenvalue of the Hutchinson-Rice-Rosengren problem learned from the problem of stress distribution over a notched plane for a power law medium. In the context of the dual problem we have determined the velocity distribution in the flow of power-law medium at the vertex of a rigid wedge, We have also found another two eigenvalues, one of which was determined by V. V. Sokolovsky for the problem of power-law fluid flow in a convergent channel.

About the authors

Dmitriy S Petukhov

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch of RAS

Email: petuhovds@mail.ru
Postgraduate Student, Lab. of Nonlinear Mechanics of Deformable Solids. 1, Akad. Korolyova st., Perm, 614013, Russian Federation

Ilya E Keller

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch of RAS

Email: kie@icmm.ru
(Dr. Phys. & Math. Sci.; kie@icmm.ru; Corresponding Author), Researcher, Lab. of Nonlinear Mechanics of Deformable Solids. 1, Akad. Korolyova st., Perm, 614013, Russian Federation

References

  1. Соколовский В. В. Плоское и осесимметричное равновесие пластической массы между жесткими стенками // ПММ, 1950. Т. 14, № 1. С. 75-92.
  2. Соколовский В. В. Теория пластичности. М.: Высш. шк., 1969. 608 с.
  3. Малинин Н. Н. Технологические задачи пластичности и ползучести. М.: Высш. шк., 1979. 119 с.
  4. Rice J. R., Rosengren G. F. Plane strain deformation near a crack tip in a power-law hardening material // J. Mech. Phys. Solids, 1968. vol. 16, no. 1. pp. 1-12. doi: 10.1016/0022-5096(68)90013-6.
  5. Hutchinson J. W. Singular behaviour at the end of a tensile crack in a hardening material // J. Mech. Phys. Solids, 1968. vol. 16, no. 1. pp. 13-31. doi: 10.1016/0022-5096(68)90014-8.
  6. Hutchinson J. W. Plastic stress and strain fields at a crack tip // J. Mech. Phys. Solids, 1968. vol. 16, no. 5. pp. 337-342. doi: 10.1016/0022-5096(68)90021-5.
  7. Фрейденталь А., Гейрингер Х. Математические теории неупругой сплошной среды. М.: Физ.-мат. лит., 1962. 432 с.
  8. Овсянников Л. В. Групповой анализ дифференциальных уравнений. М.: Наука, 1978. 400 с.
  9. Головин С. В., Чесноков А. А. Групповой анализ дифференциальных уравнений. Новосибирск: Новосибирск. ун-т, 2008. 113 с.
  10. Bluman G. W., Cheviakov A. F., Anco S. C. Applications of symmetry methods to partial differential equations / Applied Mathematical Sciences. vol. 168. Berlin, Heidelberg: SpringerVerlag, 2010. 414 pp. doi: 10.1007/978-0-387-68028-6.
  11. Shih C. F. Elastic-plastic analysis of combined mode crack problems: Ph. D. Thesis. Cambridge, M.A.: Harvard University, 1973.
  12. Shlyannikov V. N. Elastic-plastic mixed-mode fracture criteria and parameters / Lecture Notes in Applied and Computational Mechanics. vol. 7. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2003. 234 pp. doi: 10.1007/978-3-540-45836-4.
  13. Астафьев В. И., Крутов А. Н. Распределение напряжений вблизи вершины наклонной трещины в нелинейной механике разрушения // Изв. РАН. МТТ, 2001. № 5. С. 125-133.
  14. Степанова Л. В., Яковлева Е. М. О смешанном нагружении элементов конструкции с дефектом // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2015. Т. 19, № 2. С. 358-381. doi: 10.14498/vsgtu1432.
  15. Душин В. Р. Инвариантные решения уравнений движения «степенных» жидкостей // Вестник Московского университета. Сер. 1, Математика, механика, 1988. № 2. С. 91-95.
  16. Келлер И. Э. Интегрируемость уравнений равновесия и совместности вязкопластической среды с отрицательной чувствительностью к скорости деформации // Докл. РАН, 2013. Т. 451, № 6. С. 643-646.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2016 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».