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Exact geometric theory for flexible, fluid-conducting tubes Théorie géométriquement exacte des tuyaux souples avec écoulement interne

机译:挠性,导流管的精确几何理论内流挠性管的几何精确理论

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摘要

Instability of flexible tubes conducting fluid, or "garden hose instability", is a phenomenon both familiar from everyday life and important for applications, which has been actively studied. However, previous works did not consider one of the most crucial physical effects — the dynamical change of the cross-section. We show how to consistently address this issue by coupling the geometrically exact rod dynamics with the fluid motion via the use of a constrained Hamilton's variational principle. We find strong effect of this dynamics on stability, and derive a variety of exact nonlinear solutions of traveling-wave type.
机译:挠性管传导流体的不稳定性,或“花园软管的不稳定性”,是人们日常生活中熟悉的现象,并且对于应用而言很重要,这种现象已得到积极研究。但是,以前的工作并未考虑最关键的物理影响之一-横截面的动态变化。我们展示了如何通过使用受约束的汉密尔顿变分原理,将几何上精确的杆动力学与流体运动耦合,从而始终如一地解决这个问题。我们发现这种动力学对稳定性有很强的影响,并得出了行波类型的各种精确非线性解。

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