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180°弯曲方管牛顿流体及一种非牛顿流体湍性流动的数值模拟

一、引 占 弯曲管流动是工程和生活中常见的流动现象.并月.其流动介质往往不局限于牛顿流体(例如:水和空气).许多情况流动介质是本构关系更复杂的非牛顿流体,譬如人类心脏血管系统的关键器官——主动脉弓中血液流动便是一例.近年来病理学和生物流体力学的研究人员对于上述流动形态与动脉粥样硬化病变的内在联系,进行了有意义的探索’‘’.由于弯曲管流动属于三维流动,再加上流动介质物性复杂,使得流场试验测量进行困难,并且工作量相当巨大.在试验测量难以发展的清况下,流动数值模拟显示出其独到优越性. 本项研究可视为数值试验,其基本思路是试图以不同的实际测量得到的速度分布壁面律,归纳为壁面函数,做为运用卜。二方程模式求解弯管湍性流场的边界条件,分别模拟水和聚合物稀溶液的不同流动物性.计算结果与实测结果进行比较分析. 二、控 制 方 程 计算控制方程中引入了各向同性有效粕性系数w,,,联系应变率张量以表达总应力张量.总应力包括湍应力和粘性应力.为了计算方...  (本文共10页) 阅读全文>>

《化工学报》1990年03期
化工学报

双轴表面更新型搅拌釜中高粘牛顿流体与非牛顿流体的功耗

一、引 言 表面更新型搅拌釜是高粘聚合物系脱挥的主要设备之一,这方面的研究在国际上已根活跃,但基础数据方面的报道尚少,目前见到的主要是藤本的工作’“,但他仅测定了圆板桨、牛顿流体条件下的搅拌功耗。表面更新型装置的一个显著特点是结构上的微小变化,有时会引起脱挥性能明显的改变。因此进行这方面的研究,对于消化引进设备、开发新的高效脱挥设备是非常必要的。本工作主要研究双轴表面更新釜在三种不同桨型下牛顿流体与假塑性流体的功率特性,其脱挥性能见文献〔幻。 二、实验装置及测试方法 1.装置及实验条件 实验所用的表面更新釜的尺寸见图1。搅拌桨育3种,其结构见图2。桨叶的安装方式及转向见图 3。桨叶安装数列于表 1。所用流体的粘度为5000—2 X 10、P范围内的葡萄糖水溶液及浓度为2.5—5%的CMC(竣甲基纤维素的钠盐)水溶液。 2.测试方法 搅拌功率 在搅拌轴上装扭力杆,再通过静动态应变仪检测。 密度 采用测固体密度的天平法进行测试,装置...  (本文共6页) 阅读全文>>

《计算机辅助设计与图形学学报》2019年08期
计算机辅助设计与图形学学报

面向非牛顿流体仿真的边界处理方法

近年来,对非牛顿流体的仿真得到研究者的关注,在泥石流灾害仿真、影视特效、娱乐游戏等领域具有广泛的应用价值.非牛顿流体的物理本质非常复杂,它们具有独特的材质属性,同时具备流体和固体的物理特征.以剪切变稀型非牛顿流体为例,流体的黏度随速度的增加而降低,当流体在较高的速度下流动时,黏度较低,其物理特性偏向于牛顿流体,会出现飞溅、浪花等现象;当流体受到较大的阻力而流速降低时,流体的黏度逐渐增加,使其逐渐表现出固体的物理特性,流体粒子会凝聚在一起,保持稳定.然而,目前已有的非牛顿流体仿真方法[1]中缺失对流固边界的有效处理.本文实验证明,采用自由滑移边界条件处理流固边界,会使得非牛顿流体在与固体交互的过程中无法从固体边界处获得足够的阻力和反作用力,进而使得非牛顿流体黏度随速度的降低而增大、表现出固体属性的物理特征,无法通过仿真得到验证和体现.为了解决这一问题,本文对面向非牛顿流体的边界处理进行研究.用光滑粒子流体动力学(smoothed ...  (本文共9页) 阅读全文>>

《粘接》2019年06期
粘接

非牛顿流体材料在体育防护中的应用价值探析

体育事业的蓬勃发展对体育防护提出了越来越高的要求,传统的防护材料总体来说比较笨重,防护功能也相对较差。2006年都灵冬奥会上,北美部分国家运用“D3O”材料来制作滑雪运动员的滑雪服,这种滑雪服凭借轻便且具有高对抗冲击力的特点而广受关注,随后体育界逐渐兴起对这种具有“剪切增稠”材料的研究。随着科技的进步,非牛顿流体材料凭起“剪切增稠”的性能在体育防护用品中也逐步得到推广运用,在体育防护领域有着较强的应用价值和发展前景。1非牛顿流体的概念不满足牛顿粘性试验定律的流体称之为非牛顿流体,非牛顿流体的剪应力与剪切应变率之间不存在线性关系。在人们的日常生活和生产以及大自然之中,非牛顿流体随处可见。比如人体中的血液和细胞质,食品中的番茄汁、蛋清、果酱、面团、肉糜,工业中的聚丙烯酰胺、涤纶、橡胶溶液、石油、泥浆、油漆、钻井用的洗井液和完井液,大自然中的高含沙水流、泥石流、地幔等都属于非牛顿流体[1]。在剪切应变速率的变化下不同种类的非牛顿流体会...  (本文共3页) 阅读全文>>

权威出处: 《粘接》2019年06期
《少儿科技》2019年03期
少儿科技

什么是非牛顿流体

想明白什么是非牛顿流体,我们首先需要了解什么是牛顿流体。在物理学领域内,人们将黏性流体分为牛顿流体和非牛顿流体。所谓牛顿流体,就是符合牛顿黏性定律的流体,比如水、酒精、轻质油等。根据这一定律,流体的黏度值是恒定的。然而,人们研究后发现,并非所有流体的非牛顿流体广泛存在于人体中,实际上,黏度值都不变。非牛顿流绝大多数生物流体都是非牛顿流体。比如,人体,就是不满足牛顿黏性身上的血液、淋巴液、囊液等多种体液是非牛定律的流体。如果把非牛顿流体。顿流体,比如太白粉的水在食品领域中,非牛顿流体也普遍存在,溶液,放到盆里,你慢慢伸比如番茄汁、蛋清、苹果浆、果酱、炼乳等。手进去,会感觉它像是液在工业生产领域中,非牛顿流体也广泛存体;你用手使劲捶打它或在,比如纸浆、油漆、油墨等。在里面快速滑动,又会感在大自然中,非牛顿流体...  (本文共1页) 阅读全文>>

《新课程(下)》2019年02期
新课程(下)

有趣的非牛顿流体

在我们的生活中有种物质是坚硬和柔软的结合体,它就是非牛顿流体。一、什么是非牛顿流体让我们来了解一下什么是非牛顿流体吧。非牛顿流体的官方定义是指高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等。包括聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚氯乙烯、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液和各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等。其实在大自然和我们的生活中都存在非牛顿流体,石油、泥浆、纸浆、油墨、油漆、牙膏、泡沫、沥青等都是非牛顿流体。食品中的番茄汁、淀粉液、蛋清、酱油、果酱、炼乳、熔化巧克力、面团、米粉团、以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料也都是非牛顿流体。还有绝大多数生物流体都属于上述定义的非牛顿流体,就连人身上的血液以及像细胞质那样的“半流体”也属于非牛顿流体。二、非牛顿流体与牛顿流体的区别了解了非牛顿流体,新的问题来了,既然我们的生活中存在着许多的非牛顿流体,那与之相对应的牛顿流体又是什么呢?两者的区别是什么?其实自然界中许多流体都是牛顿流体。例如水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化...  (本文共1页) 阅读全文>>