發(fā)布時間：2021-06-20 12:58

　　粘彈性流體廣泛存在于自然界和生產(chǎn)生活中,粘彈性流體的流動問題和顆粒在粘彈性流體中的運動沉降問題對于高聚物的成型具有重要意義。由于粘彈性流體的彈性效應與時間相關(guān),兩相流動數(shù)值模擬的復雜性使得傳統(tǒng)的CFD方法在這方面仍存在一些困難。格子Boltzmann方法作為一種高效便捷的介觀模擬方法,在處理多相問題時具有明顯的優(yōu)勢。本文主要研究內(nèi)容來自于國家自然科學基金項目“基于格子Boltzmann方法（LBM）粘彈流體擠出脹大及多相流動的數(shù)值模擬研究”,旨在通過格子Boltzmann方法模擬分析粘彈性流體及多相流的流動規(guī)律。本文的主要內(nèi)容包括:首先,針對粘彈性流體的二維擴張流問題,應用LBM給出了不可壓縮的Navier-Stokes方程和Oldroyd-B本構(gòu)方程的求解方法和步驟,以及相應的邊界處理格式,分析了雷諾數(shù)Re和威森伯格數(shù)Wi對粘彈性流體擴張流流動的影響。結(jié)果表明:當Wi不變時,隨著Re的增大,渦心遠離角點,回流長度Lr增大,而Re則對構(gòu)型張量A的變化影響較小;當Re不變時,隨著Wi的增大,出口處構(gòu)型張量分量Axx、Axy的變化幅度明顯增大,渦心趨向角點,回流長度Lr減小。然后,針對粘彈... 

【文章來源】：華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 格子Boltzmann方法的發(fā)展
        1.2.2 格子Boltzmann方法在粘彈性流體的應用
        1.2.3 格子Boltzmann方法對兩相流問題的應用
    1.3 本文研究內(nèi)容
    1.4 本文特色和創(chuàng)新之處
第2章 格子Boltzmann方法概述
    2.1 格子Boltzmann方法的理論基礎
    2.2 格子Boltzmann方法(LBM)的基本模型
    2.3 格子Boltzmann方法的初始和邊界條件
    2.4 本章小結(jié)
第3章 粘彈性流體擴張流動的數(shù)值模擬
    3.1 粘彈性流體的介紹
        3.1.1 粘彈性流體的性質(zhì)
        3.1.2 粘彈性流體的本構(gòu)方程
        3.1.3 數(shù)值求解方法
    3.2 粘彈性流體擴張流問題的模擬分析
        3.2.1 粘彈流體擴張流問題的描述
        3.2.2 擴張流出入口有關(guān)量的對比
        3.2.3 雷諾數(shù)Re對擴張流流動的影響
        3.2.4 威森伯格數(shù)Wi對擴張流流動的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 粘彈性流體繞柱流動的數(shù)值模擬
    4.1 粘彈性流體繞柱流問題
        4.1.1 復雜邊界處理格式
        4.1.2 阻力的計算
    4.2 粘彈性流體繞柱流的格子Boltzmann方法數(shù)值模擬
        4.2.1 圓柱繞流問題與結(jié)果分析
        4.2.2 橢圓繞柱流問題與結(jié)果分析
        4.2.3 豎排雙圓柱繞流問題與結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 顆粒在粘彈性流體擴張流中運動的數(shù)值模擬
    5.1 流固兩相流的LBE方法
        5.1.1 基于有限體積顆粒的LBE方法
        5.1.2 基于點源顆粒的LBE方法
    5.2 粘彈性擴張流中顆粒沉降的數(shù)值模擬
        5.2.1 顆粒在粘彈性擴張流中的沉降問題描述
        5.2.2 顆粒沉降結(jié)果與分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
碩士期間發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于格子Boltzmann方法的擠出脹大的數(shù)值模擬[J]. 李勇,尤文玉,何錄武.  力學季刊. 2016(02)
[2]細微顆粒在方腔自然對流中運動特性的格子Boltzmann模擬[J]. 李勇.  資源節(jié)約與環(huán)保. 2015(07)
[3]并列雙橢圓柱繞流的格子Boltzmann-虛擬區(qū)域方法的模擬研究[J]. 聶德明,鄭夢嬌,高原,林建忠.  計算力學學報. 2014(04)
[4]橫向振蕩圓柱繞流的格子Boltzmann方法模擬[J]. 龔帥,郭照立.  力學學報. 2011(05)
[5]流固耦合力學概述[J]. 邢景棠,周盛,崔爾杰.  力學進展. 1997(01)

博士論文
[1]基于格子Boltzmann方法的非常規(guī)顆粒兩相流的機理研究[D]. 王亮.華中科技大學 2012

碩士論文
[1]粘彈性流體流固耦合的數(shù)值模擬研究[D]. 盧楊.中國科學技術(shù)大學 2017
[2]基于格子Boltzmann方法（LBM）擴展流動的數(shù)值模擬[D]. 薛盼.華東理工大學 2015



本文編號：3239239