Turbolenza elastica nel flusso di Taylor-Couette di soluzioni polimeriche

Questa tesi indaga il comportamento delle soluzioni polimeriche in una configurazione di Taylor-Couette bidimensionale, caratterizzata da un cilindro interno in rotazione e un cilindro esterno fisso, in regime turbolento elastico. Mentre per i fluidi newtoniani gli sforzi sono direttamente proporzionali alla velocità di deformazione, i fluidi non-newtoniani mostrano comportamenti più complessi a causa delle loro proprietà reologiche. L’obiettivo principale del lavoro è analizzare come la viscoelasticità delle soluzioni polimeriche influenzi la dinamica, producendo effetti che si discostano da quelli nei fluidi newtoniani. L'aspetto centrale dell’analisi riguarda la turbolenza elastica, un fenomeno che emerge in presenza di un basso numero di Reynolds e che è fortemente legata alle forze elastiche del fluido. Lo studio si concentra sul ruolo del numero di Weissenberg, un parametro fondamentale per comprendere le transizioni tra regimi di flusso laminare e comportamento caotico. Ho esaminato come questo parametro influenzi il comportamento del flusso viscoelastico in regime turbolento elastico, osservando in particolare i campi di velocità, vorticità e tensione. Le analisi statistiche mostrano che, all’aumentare del numero di Weissenberg, il flusso diventa progressivamente più caotico, e le forze elastiche si concentrano maggiormente nelle zone vicine al cilindro interno, suggerendo che l’interazione tra la geometria del sistema e le proprietà del fluido giochi un ruolo determinante nella formazione di strutture turbolente.