塑性流体流动论文-谢波

塑性流体流动论文-谢波

导读:本文包含了塑性流体流动论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:Oldroyd-B流体,假塑性流体,Cattaneo-Christov双扩散模型,驻点流动

塑性流体流动论文文献综述

谢波[1](2019)在《运动平板上的Oldroyd-B流体和假塑性流体的流动、传热及传质研究》一文中研究指出粘弹性流体和幂律流体在生产生活中被普遍运用,比如化工过程、食品加工、塑料拉伸、石油开采等方面。Oldroyd-B流体本构关系综合考虑了时间松弛及延迟特性,能很好地反映粘弹性流体的复杂特性。假塑性流体是一种常见的幂律流体,它表现出剪切变稀的特点。本文主要讨论了Oldroyd-B流体的驻点流动、传热和传质问题,以及假塑性流体在拉伸平板上的边界层流动、传热和传质问题,同时还对具有假塑性流体和粘弹性流体特性的黄原胶水溶液进行了实验分析。第一部分主要研究了拉伸板上的Oldroyd-B纳米磁流体的驻点流动问题。一方面用上随体导数推导了Oldroyd-B流体的本构关系,另一方面在热传递和质量扩散过程中采用了Cattaneo-Christov双扩散模型。通过巧妙的相似变换后,利用双参数变形展开方法结合基函数方法(DPTEM-BF方法)得到模型的近似解析解,并分析了各物性参数对驻点流动、传热和传质的影响。第二部分讨论了拉伸板上的假塑性流体的流动、传热及传质问题。通过假定热通量幂指数依赖于速度梯度和温度梯度,质量通量幂指数依赖于速度梯度和浓度梯度,建立了双幂律形式的傅里叶定律和费克定律来探究热传递和质量扩散过程。并且,在对流换热和传质边界条件中也采用了双幂律扩散模型。对于假塑性流体的双幂律流动传热传质控制方程,通过相似变换将其转化为常微分方程组,再利用微分变换方法结合基函数方法(DTM-BF方法)求得近似解析解。通过求得的解析解揭示了整个扩散过程中各物性参数对流动、传热和传质的影响。第叁部分进行了实验分析,针对黄原胶水溶液同时表现出假塑性流体和粘弹性流体的特性,将两者相结合建立了新的本构关系形式。用MCR流变仪测量各时间点处的黄原胶水溶液做剪切运动的剪切应力与剪切速率的大小,用建立的本构关系对测得的数据做拟合来确定各参数值,从而得到了Maxwell-幂律本构模型和Oldroyd-B-幂律本构模型。(本文来源于《北京建筑大学》期刊2019-06-01)

马坤,赖焕新[2](2015)在《拟塑性流体叁维流动的高精度有限体积算法》一文中研究指出以拟塑性流体为研究对象,针对剪切应力与剪切速率的非线性关系给数值计算带来的困难,提出了一种适用于拟塑性流体叁维流动的高精度有限体积算法。采用幂律模型作为拟塑性流体的本构方程,通过给定非均匀的初始速度场和限定表观黏度数值变化的范围,消除了应力计算时可能出现的"零障碍"和"无穷大障碍"奇点问题。计算了长直方管和大曲率弯管中拟塑性流体的层流流动,验证该计算方法在幂律流体叁维流动数值模拟中的可靠性。长直方管计算结果中给出了不同流动指数的摩擦因子系数和广义雷诺数之间的关系,与前人的实验数据和数值研究结果均吻合良好。(本文来源于《华东理工大学学报(自然科学版)》期刊2015年05期)

栾德玉[3](2012)在《错位桨搅拌假塑性流体流动与混合特性研究》一文中研究指出许多过程工业都会涉及到高粘非牛顿流体的搅拌混合,这是搅拌技术的难点之一。具有一定初始屈服应力的假塑性流体是一种最常见的非牛顿流体,呈现出剪切稀化的流动特性,在层流搅拌时会产生洞穴效应,洞穴内部流体混合较好,而外部的流体则处于停滞或缓慢流动状态,这对流体混匀极为不利。另外,当流体粘度较大或者对剪切力敏感时,搅拌只能处于层流或较低雷诺数的过渡流状态,此时在叶片的上下方附近会形成环形的混合隔离区,隔离区内部介质只能依靠分子的扩散运动与外部实现传质过程,混合效果很不理想。为此,本文通过数值模拟方法,采用错位六弯叶涡轮搅拌器,对假塑性流体的宏观流场特征、洞穴变化规律以及混沌混合特性展开研究,为高效搅拌装置开发打下理论基础。通过流变仪测试了黄原胶水溶液(一种典型的假塑性流体)的流变学参数,分析了流体表观粘度与切应变速率的关系,探讨了质量浓度和温度等因素对流变参数的影响规律。黄原胶水溶液的表观粘度随切应变速率的增大而减小,表现出良好的剪切稀化性,表观粘度与切应变速率的关系符合Herschel-BuIkIey流变模型,流变指数随流体浓度升高呈下降趋势,受温度的影响较小,实验测试得到的流变参数为后续的模拟研究提供了依据。选用甘油进行了层流搅拌功率实验,用纯净水进行了PIV湍流实验,实验数据与相应的数值模拟结果均吻合较好,因此可以用CFD方法来预测流体的流动及混合特性,从而验证了本文所建立的层流和κ-ε湍流模型计算结果的可靠性。基于层流粘性模型,对错位桨和六弯叶桨在假塑性流体搅拌过程中的洞穴变化规律进行了研究,给出了较为适宜的洞穴边界速度的确定方法,分析了洞穴形状、直径以及高径比随表观雷诺数Re*的变化规律,描述了洞穴的发展过程。研究表明,洞穴形状随Re*的增大均呈现圆柱形的变化规律,符合洞穴圆柱形模型(EN模型)的描述;在双对数坐标中,Dc/D-NpRey的变化规律以及洞穴高径比的变化与假塑性流体流变指数无关。然而,洞穴高度的轴向扩展系数β明显不同,六弯叶桨β=0.55,错位桨β=0.79,错位桨搅拌更有利于消除流场洞穴效应。对错位桨和六弯叶桨在牛顿流体和假塑性流体中的搅拌功耗及搅拌槽内的压力分布进行了数值模拟研究,探讨了错位桨搅拌效果改善的机理,建立起错位桨功率常数K。和Metzner-Otto数Ks与搅拌桨几何尺寸的关联式。在层流区域内,由表观粘度法得到假塑性流体的功率曲线和牛顿流体的功率曲线是重合的,牛顿流体的临界雷诺数为10,假塑性流体为30;错位桨Metzner-Otto数Ks与流变指数n基本无关,随转速的升高,错位桨节能效果逐渐显现;在Coriolis力的作用下,错位桨搅拌槽内流体可形成较为强烈的旋流运动,这对搅拌效果的改善是极为有利的;利用K。和ks的关联式,可以较为准确地预测错位桨搅拌假塑性流体的功率消耗和槽内平均剪切特性。采用k-ε湍流模型,对错位桨、六弯叶桨及双层桨组合形式在假塑性流体搅拌中的流场特性和混合过程进行了对比研究,阐述了错位桨诱发混沌流动的特性,探讨了错位桨搅拌转速对流场的切应变速率、排出流率以及泵送效率的影响,分析了组合桨层间距对搅拌流场结构的影响,确定了在不同搅拌转速下较为适宜的层间距。研究表明,桨叶错位能够产生不对称流场结构,有效消除混合隔离区,诱发流体的整体混沌流。混合过程与流场结构密切相关,错位桨在混合速率和混合效率方面均高于六弯叶桨,其中错位桨的单位体积混合能只有六弯叶桨的52%,体现出它的优越性。底部为错位六弯叶桨、上层采用45°斜叶桨的组合形式,用于假塑性流体搅拌混合过程具有明显优势,并将该组合形式应用于中型FCC催化剂成胶搅拌过程,催化剂颗粒的耐磨性得到了较大提高,颗粒磨损指数由2.6提高到了1.9,产品质量得以提高,证明该组合形式可以满足催化剂成胶搅拌的需求,值得推广应用。(本文来源于《山东大学》期刊2012-05-25)

毛在砂,杨超,Vassilios,C.Kelessidis[4](2012)在《在同心和偏心圆环中有屈服应力的黏塑性流体流动的模型和数值模拟(英文)》一文中研究指出Numerical solution of yield viscoplastic fluid flow is hindered by the singularity inherent to the Herschel-Bulkley model.A finite difference method over the boundary-fitted orthogonal coordinate system is util-ized to investigate numerically the fully developed steady flow of non-Newtonian yield viscoplastic fluid through concentric and eccentric annuli.The fluid rheology is described with the Herschel-Bulkley model.The numerical simulation based on a continuous viscoplastic approach to the Herschel-Bulkley model is found in poor accordance with the experimental data on volumetric flow rate of a bentonite suspension.A strict mathematical model for Herschel-Bulkley fluid flow is established and the corresponding numerical procedures are proposed.However,only the case of flow of a Herschel-Bulkley fluid in a concentric annulus is resolved based on the presumed flow structure by using the common optimization technique.Possible flow structures in an eccentric annulus are pre-sumed,and further challenges in numerical simulation of the Herschel-Bulkley fluid flow are suggested.(本文来源于《Chinese Journal of Chemical Engineering》期刊2012年01期)

徐祥惠[5](2009)在《管道中粘塑性流体流动问题的局部微分求积法》一文中研究指出管道中粘塑性流体的流动问题是物理、力学、工程等领域中的一个重要问题,其数学描述形式为一个第二类混合型椭圆变分不等式.这类问题多采用有限差分法、有限元法求解.无网格法是求解偏微分方程的一种新的高效方法,因其无需网格划分的特点越来越流行.但其在变分不等式中的应用还不多见.微分求积法(DQM)与局部微分求积法(LDQ)是无网格法的一种.本文构造了局部微分求积法(LDQ)与Uzawa方法耦合求解管道中粘塑性流体的流动问题.文中主要工作如下: 1.介绍了微分求积法(DQM)及局部微分求积法(LDQ)的基本理论,采用Lagrange插值试函数推导出了高阶导数的加权系数,并进行误差分析.然后通过函数分片试验验证了DQM方法的有效性.最后用数值算例讨论了节点分布方式、节点总数对DQM及LDQ方法的影响.2.讨论了管道中粘塑性流体流动问题的LDQ方法.首次将LDQ方法应用于求解这种第二类混合型椭圆变分不等式问题.采用Uzawa迭代与LDQ方法耦合,来计算管道中粘塑性流体的流动速度.通过两个数值实验验证了方法的有效性,且比较了LDQ方法的计算精度.同时通过实现相应问题的有限元Uzawa方法,比较说明了LDQ耦合Uzawa方法的计算效率.(本文来源于《苏州大学》期刊2009-05-01)

林叁宝,张华,赵衍华,吴林,冯吉才[6](2004)在《搅拌摩擦焊接塑性流体流动的常用研究方法》一文中研究指出塑性材料的流动是搅拌摩擦焊接过程中的重要研究内容。对塑性材料的流动规律有较好的认识,可以预测FSW接头的形成、建立搅拌头与焊接接头成形关系、解释FSW过程连接机理等。目前研究塑性材料流动的方法主要有钢球跟踪技术、微观图像法及标签法等。(本文来源于《电焊机》期刊2004年S1期)

张华,郭力杰,林叁宝,吴林,冯吉才[7](2004)在《镁合金AZ31搅拌摩擦焊塑性流体流动》一文中研究指出在AZ31镁合金待焊表面镀一层很薄的铜层来研究塑性材料的流动情况。试验结果表明 ,搅拌头首先搅动前进面的材料 ,使它们进入围绕搅拌头旋转和移动的区域 ;旋转区域的材料运动成螺旋状 ,在搅拌头的活动区域 ,材料旋转、前进、下降 ,而在旋转区域之外 ,材料向上运动。(本文来源于《焊接学报》期刊2004年04期)

梁昌华,张大鹏,孙涛[8](2004)在《屈服假塑性流体管流流动及传热规律研究》一文中研究指出结合屈服假塑性流体的本构方程、管流力平衡关系式以及非牛顿流体的能量方程 ,得出了屈服假塑性流体管流速度分布及温度分布。研究结果表明 :由于屈服应力的作用 ,管中心存在柱塞流动 ,柱塞的半径与屈服应力成正比 ,与压力梯度成反比 ;管流流量随屈服应力的增大而减小 ;柱塞内温度一致 ,从柱塞边界到管壁 ,温度逐渐减小 ,而且越靠近管壁 ,温降梯度越大(本文来源于《管道技术与设备》期刊2004年01期)

邰英楼,高雷阜,章梦涛[9](2001)在《粘塑性流体在分层介质中的流动规律》一文中研究指出分析了地下流体矿藏在开采过程中渗流流动复杂性机理,介绍了粘塑性流体剪切应力与速度梯度之间的非线性关系,在此基础上,分析了在均匀介质和分层均匀介质中渗流流动规律,并定性研究了粘塑流体在非均匀介质中的流动特性。(本文来源于《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》期刊2001年04期)

邰英楼,高雷阜,章梦涛[10](2000)在《粘塑性流体在分层介质中的流动规律》一文中研究指出分析了地下流体矿藏在开采过程中渗流流动复杂性机理,介绍了粘塑性流体剪切应力与速度梯度之间的非线性关系,在此基础上,分析了在均匀介质和分层均匀介质中渗流流动规律,并定性研究了粘塑流体在非均匀介质中的流动特性。(本文来源于《第七届全国岩石动力学学术会议文集》期刊2000-10-01)

塑性流体流动论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

以拟塑性流体为研究对象,针对剪切应力与剪切速率的非线性关系给数值计算带来的困难,提出了一种适用于拟塑性流体叁维流动的高精度有限体积算法。采用幂律模型作为拟塑性流体的本构方程,通过给定非均匀的初始速度场和限定表观黏度数值变化的范围,消除了应力计算时可能出现的"零障碍"和"无穷大障碍"奇点问题。计算了长直方管和大曲率弯管中拟塑性流体的层流流动,验证该计算方法在幂律流体叁维流动数值模拟中的可靠性。长直方管计算结果中给出了不同流动指数的摩擦因子系数和广义雷诺数之间的关系,与前人的实验数据和数值研究结果均吻合良好。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

塑性流体流动论文参考文献

[1].谢波.运动平板上的Oldroyd-B流体和假塑性流体的流动、传热及传质研究[D].北京建筑大学.2019

[2].马坤,赖焕新.拟塑性流体叁维流动的高精度有限体积算法[J].华东理工大学学报(自然科学版).2015

[3].栾德玉.错位桨搅拌假塑性流体流动与混合特性研究[D].山东大学.2012

[4].毛在砂,杨超,Vassilios,C.Kelessidis.在同心和偏心圆环中有屈服应力的黏塑性流体流动的模型和数值模拟(英文)[J].ChineseJournalofChemicalEngineering.2012

[5].徐祥惠.管道中粘塑性流体流动问题的局部微分求积法[D].苏州大学.2009

[6].林叁宝,张华,赵衍华,吴林,冯吉才.搅拌摩擦焊接塑性流体流动的常用研究方法[J].电焊机.2004

[7].张华,郭力杰,林叁宝,吴林,冯吉才.镁合金AZ31搅拌摩擦焊塑性流体流动[J].焊接学报.2004

[8].梁昌华,张大鹏,孙涛.屈服假塑性流体管流流动及传热规律研究[J].管道技术与设备.2004

[9].邰英楼,高雷阜,章梦涛.粘塑性流体在分层介质中的流动规律[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版).2001

[10].邰英楼,高雷阜,章梦涛.粘塑性流体在分层介质中的流动规律[C].第七届全国岩石动力学学术会议文集.2000

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