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Finite difference simulation of die swell for a newtonian fluid

Authors


Abstract

The phenomenon of die swell for Newtonian fluids has been successfully simulated using a finite difference numerical method. The calculations predict the surface shape of Newtonian jets over a range of Reynolds numbers from 4.2 to 92.3 for both rectangular slits and cylindrical tubes. The calculated die swells for tubes compare favourably to experimental data. Velocity profiles and pressure distributions in jets exiting from slits or tubes are also predicted. The numerical data were incorporated into a momentum balance expression to demonstrate factors influencing this phenomenon. Other solutions were calculated to predict the effect of gravity and a sudden perturbation in flow on the resulting jet shape.

Abstract

On a simulé le phénomène de gonflement matriciel dans le cas des fluides newtoniens en utilisant la méthode numérique des différences finies. Les calculs prévoient la forme de la surface des jets newtoniens sur une gamme de nombres de Reynolds de 4.2 à 92.3 et ce, pour des fentes rectangulaires et des tubes cylindriques. Les gonflements matriciels calculés pour les tubes se comparent de façon satisfaisante avec les données expérimentales. On prédit également les profils de vitesse et les distributions de pression dans les jets sortant de fentes on de tubes. On a introduit les données numériques dans une expression du bilan de quantité de mouvement pour les facteurs qui influencent le phénomène, On a calculé d'autres solutions pour prédire l'effet de la gravité et d'une perturbation soudaine de l'écoulement, sur la forme du jet.

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