Analisi numerica e sperimentale del flusso di Taylor-Couette

Abstract

Il flusso di Taylor-Couette è una forma di instabilità idrodinamica che si verifica in un fluido confinato tra due piastre parallele vicine tra loro oppure tra due cilindri coassiali. L’instabilità nasce nel momento in cui le piastre o i cilindri raggiungono un regime di velocità critica, rispettivamente di traslazione e di rotazione. Nel 1923 il fisico inglese G. I. Taylor fu il primo ad analizzare matematicamente questa instabilità ed a verificarla sperimentalmente tramite l’utilizzo di due cilindri coassiali posti in rotazione. Tutt’oggi questa instabilità è oggetto di studi approfonditi. Il flusso di Taylor-Couette trova applicazione in svariati campi della scienza, quali ad esempio il settore industriale e l’astrofisica. L’obiettivo di questa trattazione è di validare sperimentalmente e numericamente i dati forniti dalla letteratura tramite l’ausilio di strumenti e software di simulazione.

Taylor-Couette flow is a form of hydrodynamic instability that occurs in a fluid confined between two parallel plates close together or between two coaxial cylinders. Instability arises when the plates or cylinders reach a critical speed regime, respectively translation and rotation. In 1923 the English physicist G. I. Taylor was the first to analyze this instability mathematically and to verify it experimentally through the use of two coaxial cylinders placed in rotation. This instability is still the subject of in-depth studies today. The Taylor-Couette flow finds application in various fields of science, such as the industrial sector and astrophysics. The objective of this discussion is to experimentally and numerically validate the data provided by the literature with the aid of simulation software and applications.