隨著流體力學(xué)的研究深化,研究內(nèi)容的復(fù)雜度越來越高,復(fù)雜流體日益成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點問題。復(fù)雜流體指的是介于理想固體和流體之間具有復(fù)雜本構(gòu)關(guān)系的物質(zhì),主要包含非牛頓流體、納米流體、顆粒流等類別。復(fù)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(zhì)納米流體、現(xiàn)代智能設(shè)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(fù)雜流體。研究復(fù)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(shù)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(xué)理論等為基礎(chǔ),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(fù)雜流體展開深入研究,分析和歸納了此兩類復(fù)雜流體流動與傳熱的特殊性質(zhì)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(yīng)用線性穩(wěn)定性理論推導(dǎo)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(jié)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(xué)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(guān)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(yīng)也稱為Ｗｅｉｓｓｅｎｂｅｒｇ效應(yīng)，它指的是直桿在裝滿粘彈性流體的容器中旋??轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)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(dāng)小，因此可將纖維懸浮液看成相對穩(wěn)質(zhì)。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