1. Bifurcation and stability analysis of stagnation points for an asymmetric peristaltic transport
- Author
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Ullah, Kaleem and Ali, Nasir
- Subjects
Wave propagation -- Research ,Bifurcation theory -- Research ,Physics - Abstract
This paper investigates the streamline topologies and stability of stagnation points and their bifurcations for an asymmetric peristaltic flow. The asymmetry of channel is due to the propagation of peristaltic waves with different phases and amplitudes on the flexible channel walls. An exact analytic solution of the flow problem subject to the constraints of low Reynolds number and long wavelength is obtained in wave frame of reference moving with wave velocity. A system of nonlinear differential equations is established to locate and classify the stagnation points in the flow domain. Different flow situations, manifested in the flow field, are categorized as: backward flow, trapping, and augmented flow. The transition from one situation to the other corresponds to bifurcation, which is explored graphically through local and global bifurcation diagrams. This analysis discloses the stability status of stagnation points and ranges of involved parameters in which various flow conditions appear in the flow field. It is concluded that the trapping in an asymmetric peristaltic transport can be reduced by increasing the phase difference of the channel walls. It is also found that the augmented flow region shrinks and the trapping region expands by increasing the amplitude ratio of the channel walls. Key words: peristaltic flow, asymmetric channel, streamline topologies, non-linear dynamical system, bifurcation. Nous examinons ici les topologies des lignes de courant, la stabilite des points de stagnation et leurs bifurcations dans un ecoulement peristaltique asymetrique. L'asymetrie du canal est due a la propagation d'ondes peristaltiques avec differentes phases et amplitudes sur la surface flexible des murs du canal. Nous obtenons, dans le referentiel de l'onde se deplacant avec la vitesse de l'onde, une solution analytique exacte du probleme de flot sujet aux contraintes de faible nombre de Reynolds et de grande longueur d'onde. Nous developpons un systeme d'equations differentielles non lineaires pour localiser et classifier les points de stagnation dans le champ d'ecoulement. Differentes situations de flot se manifestant dans le flot sont categorisees comme : flot de recul, de piegeage et augmente. La transition d'une situation a une autre correspond a une bifurcation qui est examinee graphiquement a l'aide de diagrammes de bifurcation locaux et globaux. Cette analyse nous indique le statut de stabilite des points de stagnation et les domaines des parametres impliques pour lesquels differentes conditions de flot apparaissent dans le champ d'ecoulement. Nous en concluons que le piegeage dans un transport peristaltique asymetrique peut etre reduit en augmentant la difference de phase des murs du canal. Nous trouvons egalement que la region de flot augmente diminue et que la region de piegeage croit en augmentant le rapport d'amplitude entre les murs du canal. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : ecoulement-flot peristaltique, canal asymetriquem, topologies des lignes de courant, systeme dynamique non lineaire, bifurcation., 1. Introduction The phenomenon in which a wave of contraction-relaxation transmitted to the conduit wall affects the movement of enclosed material is referred to as peristaltic transport. Extensive research on [...]
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- 2020
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