隨著流體力學的研究深化,研究內(nèi)容的復雜度越來越高,復雜流體日益成為學術界和工業(yè)界研究的熱點問題。復雜流體指的是介于理想固體和流體之間具有復雜本構關系的物質,主要包含非牛頓流體、納米流體、顆粒流等類別。復雜流體在自然界和工業(yè)界廣泛存在。生命體內(nèi)的各類體液、現(xiàn)代工業(yè)的“血液”石油、化工產(chǎn)業(yè)中常見的高分子聚合物、新型換熱介質納米流體、現(xiàn)代智能設備中的電磁流變液、近來受到大眾和媒體聚焦的霧霾等都是復雜流體。研究復雜流體對于工業(yè)輸運、能源動力、低溫制冷、生物醫(yī)療、環(huán)境保護、通信技術等均具有重要意義。本文以線性穩(wěn)定性理論、纖維懸浮流理論、納米顆粒動力學理論等為基礎,采用有限差分法、有限體積法、格子玻爾茲曼方法等計算工具,對納米流體和非牛頓流體兩種復雜流體展開深入研究,分析和歸納了此兩類復雜流體流動與傳熱的特殊性質及其中顆粒的運動行為。對于納米流體,本文主要數(shù)值研究了球狀納米顆粒懸浮液在剪切流動中的不穩(wěn)定性,探索了圓管中納米纖維懸浮液層流和湍流流動特性和傳熱特性。本文首次應用線性穩(wěn)定性理論推導了含球狀納米顆粒的納米流體二維槽道流動和三維自由射流的穩(wěn)定性方程,結合邊界條件、運用有限差分方法及其他計算工...

【文章頁數(shù)】：173 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２不同非牛頓流體行為??（１）賓漢流體模型??

溶液等；（７）其它類型（Ｓｈｅｎ＆?Ｌｉｕ，１９８７）。關于非牛頓流體的模型，Ｂｉｒｄ?（１９７６）、??Ｂｉｒｄｅｔａｌ．?（１９８７）、Ｍａｃｏｓｋｏ?（１９９４）、Ｃｈｈａｂｒａ?（２００７）、Ｎｈａｎ?（２０１２）等在其著書中??有詳細的解釋描述，不同非牛頓流體行為可參見....

圖１．３非牛頓流體特殊現(xiàn)象??

???爬桿效應也稱為Ｗｅｉｓｓｅｎｂｅｒｇ效應，它指的是直桿在裝滿粘彈性流體的容器中旋??轉時，流體會沿著直桿往上爬，而使液面呈現(xiàn)凸形的現(xiàn)象，如圖１．３?（ｂ）所示。該現(xiàn)??象在直桿旋轉角速度較低時也能見到。對于牛頓流體作類似操作時，由于離心力的作??用，液面將呈凹形。該實驗曾由....

圖２．１纖維取向矢量示意圖??Ｂａｔｃｈｅｌｏｒ?（１９７０ａ，?１９７０ｂ，?１９７１）在細長體理論和連續(xù)介質理論的基礎上，結合系??

第２章基本理流的數(shù)值計算�？捎脙煞N方法描述：一是歐拉方法；二是拉格朗日方維懸浮液中存在大量的纖維粒子，對每個粒子采取類似于Ｊｅｆｆｅｒｙ軌日方法進行直接解析將帶來巨大的計算量。而纖維的運動對流場只產(chǎn)擾動相對于流動尺度來說相當小，因此可將纖維懸浮液看成相對穩(wěn)質。不同于球形顆粒的各向....

圖２．２Ｄ２Ｑ９模型??

在格子坡爾茲曼方法的運用過程中，最常見的二維速度模型和三維速度模型分別??是Ｄ２Ｑ９和Ｄ３Ｑ１９模型。??Ｄ２Ｑ９模型的離散速度圖示如圖２．２所示：??６

本文編號：3999373