Similar laminar boundary layers in incompressible micropolar fluids

Summary

A search for similar solutions reveals as only possible similar boundary layer flow in micropolar fluids the flow near a stagnation point. The corresponding equations have been solved numerically by means of a shooting method. Consideration is given not only to the coupling parameterC ₁ and the microdiffusivity parameterC ₂ but also to the microinertia parameterC ₃. It is shown that macroscopic properties of steady boundary layer flows are not very much affected by these parameters, while the microrotation and therefore the inner structure of the layer is very sensitive to all three parameters. These properties of the microstructure can become important in certain unsteady flow problems; then also the macroscopic behaviour may be different to the behaviour of Newtonian fluids.

Zusammenfassung

In der vorliegenden Untersuchung wird gezeigt, daß ähnliche Grenzschichten in mikropolaren Flüssigkeiten nur in der Nähe eines Staupunkts existieren. Die zugehörigen gewöhnlichen Differentialgleichungen werden mit einem Einschießverfahren numerisch gelöst. Neben dem KopplungsparameterC ₁ und dem MikrorotationsparameterC ₂ wird dabei auch der Einfluß der Mikroträgheit im ParameterC ₃ berücksichtigt. Es zeigt sich, daß diese Parameter die makroskopischen Eigenschaften stationärer Grenzschichtströmungen relativ wenig beeinflussen, während sich die Mikrorotation und damit die innere Struktur der Grenzschicht mit diesen Parametern sehr stark ändern kann. Man kann vermuten, daß diese Eigenschaften mikropolarer Flüssigkeiten bei instationären Vorgängen durchaus auch im makroskopischen Verhalten zu größeren Abweichungen gegenüber newtonschen Flüssigkeiten führen können.