本文關(guān)鍵詞：具有滑移邊界的非牛頓流體電滲流問題應(yīng)用研究　出處：《山東大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 非牛頓流體 電滲流 滑移邊界 分數(shù)階微積分 有限差分算法

【摘要】：本文主要研究微管道中具有滑移邊界條件的非牛頓流體電滲流的流動機理。文章主要分為五個章節(jié)。第一章為緒論部分,簡要介紹了非牛頓流體、電滲流、分數(shù)階微積分、積分變換以及有限差分數(shù)值方法的基礎(chǔ)知識。第二章研究在外加電場力和壓力共同作用下,微平行管道內(nèi)非牛頓流體-Eyring流體的電滲流動規(guī)律。在考慮微尺度效應(yīng),電場作用,非牛頓特性,滑移邊界等情況下,建立Eyring流體在微平行管道內(nèi)電滲流動的力學模型。通過求解線性Possion-Boltzmann方程和Cauchy動量方程,給出Eyring流體速度分布的精確解和近似解析解,并探討了上述因素對電滲流動的影響。將電場力和壓力對于Eyring流體電滲流動的速度分布的影響進行了比較分析,得到了一些有意義的結(jié)果。第三章研究了圓管中分數(shù)階Oldroyd-B流體的瞬時電滲流動,線性Navier模型被用作滑移邊界條件。利用Laplace變換和有限Hankel變換方法,給出電勢分布和瞬時速度分布的精確解,其中,速度由穩(wěn)定部分和不穩(wěn)定部分組成。牛頓流體、分數(shù)階Maxwell流體以及分數(shù)階二階流體相應(yīng)的解都可以作為本部分的特解給出。最后我們利用數(shù)值Laplace逆變換得到了速度分布半解析解的圖像,并分析了各個參數(shù)對速度分布的影響,得出了一些有用的結(jié)論。我們的結(jié)果將對微通道中粘彈性流體流動特性的預測有一定的參考意義,并且有利于微流體設(shè)備的設(shè)計。在第四章我們利用有限差分方法對圓管中分數(shù)階Oldroyd-B流體的速度分布進行數(shù)值求解與擬合,并與構(gòu)造的解析解做了對比,提出了一種有效的數(shù)值計算方法。最后,第五章梳理了本文的主要結(jié)論,同時對電滲流的研究和分數(shù)階微積分的發(fā)展進行了展望。
[Abstract]:This paper mainly deals with the flow mechanism of non Newtonian fluid with slip boundary conditions in microtubule. The article is divided into five chapters. The first chapter is the introduction, which briefly introduces the basic knowledge of non Newtonian fluid, electroosmotic flow, fractional calculus, integral transformation and finite difference numerical method. In the second chapter, the law of electroosmotic flow of a non Newton fluid -Eyring fluid in a micro parallel pipeline is studied under the combined effect of applied electric field force and pressure. The mechanical model of the electroosmotic flow of the Eyring fluid in a micro parallel pipe is established in the case of the micro scale effect, the electric field action, the non Newtonian characteristics and the slip boundary. By solving the linear Possion-Boltzmann equation and the Cauchy momentum equation, the exact solution and approximate analytical solution of the velocity distribution of Eyring fluid are given, and the influence of the above factors on the electroosmotic flow is discussed. The effect of the electric field force and pressure on the velocity distribution of the electroosmotic flow of the Eyring fluid is compared and analyzed, and some meaningful results are obtained. In the third chapter, the transient electroosmotic flow of a fractional Oldroyd-B fluid in a circular tube is studied. The linear Navier model is used as a slip boundary condition. The exact solutions of potential distribution and instantaneous velocity distribution are given by means of Laplace transformation and finite Hankel transformation. The speed is composed of stable part and unstable part. The solutions of the Newton fluid, the fractional Maxwell fluid and the fractional order two order fluid can all be given as the special solutions of this part. Finally, we use the numerical Laplace inverse transformation to get the image of the semi analytical solution of velocity distribution, and analyze the influence of various parameters on velocity distribution, and draw some useful conclusions. Our results will be of reference to the prediction of the flow characteristics of the viscoelastic fluid in the microchannel, and will be beneficial to the design of the microfluidic equipment. In the fourth chapter, we use the finite difference method to solve numerically the velocity distribution of fractional Oldroyd-B fluid, and compare it with the analytical solution of the structure, and propose an effective numerical calculation method. Finally, the fifth chapter has combed the main conclusions of this paper. At the same time, the research of electroosmotic seepage and the development of fractional calculus are prospected.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O373

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王瑞金;林建忠;;變截面和ζ勢電滲流求解的一種新方法——疊加法[J];自然科學進展;2006年06期

2 龔磊;吳健康;王蕾;晁侃;;亞微米/納米通道電滲流及控制[J];華中科技大學學報(自然科學版);2008年09期

3 吳健康;龔磊;陳波;曹侃;;微/納流控系統(tǒng)電滲流研究進展[J];力學進展;2009年05期

4 李祥;陳敏華;陳云飛;;多級低壓電滲流微泵的設(shè)計、加工及測試[J];中國制造業(yè)信息化;2008年01期

5 陳波;晁侃;吳健康;;調(diào)控雙電層電滲流數(shù)值研究[J];分析科學學報;2011年01期

6 汪源;王萍;徐遠清;;基于電滲流驅(qū)動的渦流誘導微混合器[J];科技導報;2010年11期

7 張磊;劉瑩;;微通道內(nèi)電場頻率對電滲流影響的數(shù)值模擬[J];機械設(shè)計與研究;2011年03期

8 陳波;吳健康;;坐標變換法數(shù)值求解微通道行波電場電滲流[J];力學學報;2012年02期

9 王桂明;陳敏華;楊決寬;陳云飛;;納米管道中電滲流的分子動力學仿真[J];傳感技術(shù)學報;2006年05期

10 王小章;王朝暉;蔣莊德;;發(fā)散形通道內(nèi)的穩(wěn)定電滲流動(英文)[J];光學精密工程;2009年06期

相關(guān)會議論文 前7條

1 陳敏;陳云飛;;納米通道中的電滲流及離子輸運機理的分子動力學仿真[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

2 王帥帥;陳瀚;李文明;吳健康;;誘導電荷電滲流動的數(shù)值研究[A];中國力學學會學術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

3 陳波;晁侃;吳健康;;調(diào)控雙電層和電滲流數(shù)值研究[A];中國力學學會學術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

4 朱貴杰;楊春;劉和春;張麗華;張維冰;張玉奎;;新型電滲流驅(qū)動毛細管等電聚焦分離混合蛋白[A];第十五次全國色譜學術(shù)報告會文集（下冊）[C];2005年

5 陳蓉;郭懷忠;沈瑜琬;汪江山;胡育筑;孫毓慶;;激光誘導熒光間接檢測法測定PMMA微流控芯片的電滲流[A];第十五次全國色譜學術(shù)報告會文集（下冊）[C];2005年

6 張耀;吳健康;陳波;;坐標變換法數(shù)值求解微通道雙電層和復雜電滲流[A];中國計算力學大會'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計算力學學術(shù)會議（SCCM8）論文集[C];2010年

7 郭懷忠;王琳玲;肖珊珊;陳蓉;畢開順;孫毓慶;;毛細管內(nèi)徑對電滲流速度影響的再探討[A];第十五次全國色譜學術(shù)報告會文集（下冊）[C];2005年

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 晁侃;微流控系統(tǒng)調(diào)控電滲流和熱效應(yīng)數(shù)值研究[D];華中科技大學;2011年

2 龔磊;微流控系統(tǒng)流動—電場—離子運動多物理場耦合現(xiàn)象研究[D];華中科技大學;2008年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 李順香;平行板微管道內(nèi)三階流體的旋轉(zhuǎn)電滲流動[D];內(nèi)蒙古大學;2015年

2 劉嘉夫;基于誘導電滲流的顆粒分選數(shù)值模擬研究[D];大連海事大學;2016年

3 李天富;電滲流動與傳熱的耗散粒子動力學研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

4 姜玉婷;具有滑移邊界的非牛頓流體電滲流問題應(yīng)用研究[D];山東大學;2017年

5 孫艷軍;冪律流體在圓形管道中的電滲流動及熱傳導[D];內(nèi)蒙古大學;2013年

6 高輕;電磁作用下的電滲流調(diào)控[D];河北科技大學;2011年

7 秘曉靜;誘導電滲流的數(shù)值模擬與實驗研究[D];中國計量學院;2014年

8 鄒會旭;基于有限元法的電滲流仿真研究[D];吉林大學;2007年

9 冀封;基于線性變化邊界條件的電滲流仿真分析[D];吉林大學;2005年

10 江濤;基于MEMS技術(shù)的直流電滲流微泵的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

，

本文編號：1338842