碰撞剪切流动中波速对自激振荡射流频率的影响

在许多工程应用中都需了解流体的自激振荡特性 ,而其振荡频率与压力波传播速度密切相关。笔者从理论上分析了自激振荡射流中碰撞剪切流动压力扰动波的传播速度及其对射流振荡频率的影响规律 ,结果表明 :波速随着流体中气体含量的增加而急剧减小 ,随压力的增大而增大。波速减小使得射流的振荡频率也减小 。

颗粒材料剪切流动状态转变的环剪试验研究

颗粒材料的剪切流动行为广泛地存在于滑坡、泥石流等自然灾害以及矿物原料传输、泵送等工业过程中.颗粒材料在不同体积分数、剪切速率和应力约束下会表现出不同的流动状态并发生相互转化.对颗粒材料在剪切流动过程中力学特性的研究有助于加深理解其发生不同流动状态的内在机理,为解决相应的颗粒材料问题提供理论依据.为此,本文研制了颗粒材料剪切流动的中型环剪仪,并对颗粒材料在不同法向约束应力和剪切速率下的剪切应力和体积膨胀率进行了测试.结果表明,剪切应力和体积膨胀率均随剪切速率的增大而增大,但增长速率在临界剪切速率处发生转变,使其随剪切速率的平方呈分段式线性增长.通过对颗粒材料在不同剪切速率和惯性数下有效摩擦系数变化趋势的分析,讨论了颗粒材料由慢速流向快速流转化的基本规律,以及在临界剪切速率处发生流动状态转化的内在条件.此外,通过对不同法向应力下临界剪切速率以及快速流动下运动规律的测试,发现临界剪切速率随法向应力的增加而减小,即法向应力可促进颗粒材料由慢速流向快速流的转化,但在快速流动状态下的有效摩擦系数对法向应力不敏感.以上对颗粒材料在不同剪切速率、法向应力下流动状态的环剪试验研究有助于揭示其发生不同流动状态转化的内在机理.

它激剪切流动诱发振荡射流的研究

论述了它激剪切流动诱发振荡射流的机理 ,分析了它激有效激励条件 ,并对它激振荡射流的轴心压力进行了测试和频谱分析 ,给出了压力信号的功率谱。实验表明这种射流振荡幅值高 ,频率宽广 ,冲蚀效果优于普通射流。

高流动性聚丙烯的熔融剪切流动行为

利用熔体流动速率仪、毛细管流变仪研究了氢调法聚丙烯(简称A)、可控流变法聚丙烯(简称B)及其经过双螺杆挤出机挤出的一次产物(分别记作A-1,B-1)在熔融剪切流动过程中的熔体流动行为。结果表明:A,A-1,B,B-1均为假塑性流体,随剪切速率增大,温度敏感性下降,当剪切速率高于1 000 s-1后剪切黏度趋于稳定;与A相比,A-1的剪切敏感性高、熔体流动速率基本不变;而B-1的剪切敏感性、熔体流动速率均比B低,且当温度高于230℃时,B的熔体流动速率大幅增加。

研究剪切流动下共混物相行为规律的实验方法

从实验原理、仪器设备、分析方法等方面 ,介绍了在开展剪切流动对共混物相行为影响研究中应用的实验方法 ,并着重介绍了包括应用最广泛的二维小角激光散射流变法在内的实时测试的各种实验方法 ,为不断改进和完善此类研究的实验手段提供了参考。

稳定剪切流动对黏附于血管表面的白细胞变形的影响(英文)

目的研究稳定剪切流动对黏附于血管表面的白细胞及其细胞核变形的影响。方法用复合液滴模拟黏附于血管表面的白细胞 ,根据二维计算流体动力学方法求解模型方程。结果 1 )外界流场雷诺数是引起细胞变形的重要原因。随着雷诺数的增大 ,细胞变形也增大 ;2 )细胞核随细胞的变形而发生了变形 ,但细胞的变形指数总是大于其细胞核 ,表明细胞核更能耐受剪切流动 ;3)当雷诺数增大到一定值时 ,细胞和细胞核都不能进一步变形 ,变形指数达到峰值 ;4)压力分布曲线表明 ,在细胞的下游形成一个高压区 ,提供促使细胞受力达到平衡的升力 ,从而阻止了细胞的进一步变形。结论具有高粘性的细胞核在细胞的变形过程中发挥特殊作用。

黏附于血管壁表面的白细胞在稳定剪切流动下发生变形的生物力学模型

白细胞与血管表面的黏附是重要的生物医学工程问题 ,引起了学者们的广泛研究。我们用复合液滴来模拟黏附于血管表面的白细胞 ,根据二维计算流体动力学方法研究了流体切应力作用下白细胞黏附引起的压力分布。同时 ,通过引入“变形指数”的概念 ,研究稳定剪切流动下白细胞变形的生物力学特性。数值结果表明 :( 1)随着初始接触角、毛细血管数、外界流场雷诺数的增大 ,细胞的变形也增大 ,而细胞浆比细胞核更易于变形 ,表明细胞核更能耐受剪切流动 ;( 2 )当切应力增大到一定值时 ,细胞不能进一步变形 ,变形指数达到峰值 ;( 3 )压力分布曲线表明 ,在细胞的下游形成一个高压区 ,提供促使细胞受力达到平衡的升力 ,从而阻止了细胞的进一步变形。我们关于细胞核变形的结果有助于理解白细胞如何将外界流体作用力 (如切应力 )

剪切流动对聚合物共混物相行为影响的研究进展

从热力学理论、实验方法以及影响因素等 3个主要方面 ,综述了自 2 0世纪 80年代以来开展的剪切流动对聚合物共混物相行为影响的研究情况 ;阐述了目前应用较为广泛的热力学理论 ;着重介绍了各种先进的在线检测方法的原理、优缺点及其应用 ;较为详细地总结了聚合物共混物相行为对剪切速率、剪切应力、温度以及组成的依赖关系 ;指出了存在的一些问题 ;展望了该领域发展的趋势和方向。

注射成型中模腔内振动剪切流动的理论模型

采用Ｌｅｏｎｏｖ本构模型，首次研究了在注射成型中模腔内聚合物熔体的振动剪切流动时所产生的振动剪切应力。结果表明，振动剪切应力的振幅随着聚合物熔体的粘度、振动频率和应变振幅的增加而增加。

碳氢燃气超声速剪切流动燃烧数值模拟

数值模拟碳氢富燃燃气与空气二维超声速剪切流动的湍流燃烧.NND对流项差分格式高精度捕捉激波,B-L和普朗特混合长度模型模拟湍流粘性系数,Arrhenius反应动力学公式计算化学反应速率,模拟非平衡态燃烧.计算的壁面压力值较好地符合了实验值.分析了剪切流驻焰稳定的波系结构,从预测的流动参数和组分浓度分布判断燃烧状况的好坏,从而为改善优化燃烧室结构提供工程参考.

Johnson-Segalman流体剪切流动的相平面分析与数值模拟

研究Johnson-Segalman流体的剪切流动行为.首先分析该模型的定常解,从稳定的总剪切应力曲线上可见,当稳定总剪切应力T取值足够大或足够小时,方程有惟一定常解;当T取中间值时,方程定常解不惟一.最后,采用向后差分格式对该模型进行数值模拟.

聚苯胺类电流变体的稳态剪切流动分析(英文)

对聚苯胺、及聚苯胺 /聚丙烯酸盐复合粒子的稳态剪切流动行为进行了综合考察。结果表明 ,在交流电场下 ,电流变体的剪切应力和剪切速率的关系符合Bingham流体形为。并对此现象进行了分析 。

自由剪切流动中颗粒扩散的自相似特性

为了研究自由剪切流动中颗粒扩散的统计特性,对空间发展模式的三维气固两相射流和时间发展模式的三维气固两相混合层进行了直接数值模拟。其中对气相不可压缩Navier-Stokes方程的求解分别采用有限容积方法和拟谱方法,对离散惯性颗粒的跟踪采用单向耦合的拉格朗日方法。统计结果显示,当流场进入自相似状态后,以流场速度梯度二阶不变量Q为自变量的颗粒数的概率分布函数也呈现出与颗粒尺寸和时间发展无关的自相似特性。

用BGK格式对平面可压缩自由混合剪切流动的数值模拟

本文介绍了BGK Boltzmann格式的构造与用有限体积法计算网格内宏观量的方法。文中还介绍了可压缩平面混合剪切层计算域在不同出口马赫数下的边界条件。然后将上述方法应用于四种不同情况的可压缩平面混合剪切层的数值摸拟。还详细介绍了计算结果 ,并与其他方法所得的的结果以及实验数据进行比较。表明本文的结果较好 ,方法是有效的。

二维斜入射定常驻点流解析解——干扰剪切流动理论的一个应用

首先证实二维斜入射驻点流为干扰剪切流（ISF），导出该ISF控制方程组，并求得该斜入射驻点ISF的解析解，它与完全NS方程组得到的精确解完全一致，对此作了相关物理分析，为CFD可信度验证的精确解比较方法提供了一个典型的局部区域流动模型，并为该流动模型的数值求解提供了有效的途径。

剪切流动下内皮细胞变形的模拟

血液流动和内皮的耦合是重要的生物医学问题 ,引起了学者们的广泛的兴趣。目前已知内皮细胞能感知流场的剪切应力而改变其形态和功能。由于剪切应力被认为是引起内皮细胞重建的始发信号 ,所以了解内皮细胞与流动应力之间的相互作用机制是十分重要的。我们建立了一个理论模型来模拟内皮细胞与流场应力之间的相互作用。根据二维计算流体动力学方法研究了内皮细胞应力、压力的分布以及内皮细胞在剪切应力作用下的变形情况。结果表明 :( 1)内皮细胞的变形随 α(对应于流体作用于细胞表面的切应力 )的变化而变化。当 α>0 .0 2 1时 ,细胞的变形随 α的增大而显著增大 ;( 2 )流动引起了细胞表面应力和压力分布的不均匀 ,从而导致了细胞的变形。但内皮细胞的最大应力总是位于细胞的顶点。同时 ,我们用流室系统提供剪切流动 ,测量了不同剪切应力作用下培养的人主动脉内皮细胞的变形。所得到的实验结果与上述数值模拟结果是吻合的。本文结果提示 ,由于剪切流动引起细胞表面应力和压力分布的不均一 ,可能在细胞激活和细胞功能的调节 (如细胞骨架的调节 ,粘附分子的表达与分布等 )机制上具有特殊的作用。

干扰剪切流动(ISF)和边界层流动及ISF理论在计算流体力学(CFD)中的应用

简述作者提出的干扰剪切流动(ISF)理论、近壁复杂ISF理论、推论和它们在CFD中的应用.ISF是小黏性流体运动中普遍存在的一种基本流动,如驻点流、近壁黏性-无黏干扰流动,干扰可忽略时ISF的黏性部分为熟知的边界层流动.ISF理论揭示了高Re数流动计算的最佳坐标系和最佳网格生成.由近壁复杂ISF理论与流体运动方程组及流速在壁面无滑移条件相结合导出一组壁面相容(SC)判据,该判据提供了利用CFD仿真结果判断CFD仿真可信度的理论途径、并为近壁网格、算法和边界处理的改进和三者的更好协调、为湍流模型的评估、改进和发展提供了一种理论途径.

二平行流之间幂率流体层流剪切流动的数学模型

非牛顿流体的平行剪切流动是一种在自然界和工程实践中常见的流动。本文应用流体力学和非牛顿流体力学理论，利用 Ｐｒａｎｄｔｌ边界层方程，在未作任何其它假设的情况下，得出了幂率流体平行剪切层流流动时的相似变量，给出了两种流体指数 ｎ 相同时的常微分方程和定解条件。

凹槽内剪切流动特性对滑动减阻的影响

为了揭示凹槽内部剪切流动特性对滑动减阻效果的影响,利用静、动滑动摩擦因数测试系统和计算流体力学方法,理论、实验和数值模拟研究了凹槽高宽比(e=0.5、1.0、2.0、3.0)、凹槽几何尺寸、壁面运动速度等因素,对凹槽内的剪切流动特性及壁面滑动减阻效果的影响.研究发现,凹槽结构增加了润滑油滑动减阻效果,凹槽几何结构对减阻效果有明显影响,当凹槽宽度L、深度H均为2 mm时,凹槽的减阻效果相对较好,且壁面运动速度对其剪切力减小率fτ的影响较小.此外,凹槽尺寸、壁面滑动速度对凹槽内流场特性有重要影响,不同工况下凹槽内部存在上下2个涡或者1个大涡和2个边角涡.结果表明:凹槽内的剪切流动特性对滑动减阻效果有重要影响,并可为滑块表面凹槽结构设计提供重要的指导.

剪切流动和电阻撕裂模的相互作用

本文在细长柱位形下数值研究了具有剪切流动的电流片中电阻撕裂模不稳定性的非线性演化。结果表明，电流片附近Ｓｅｃｈ形式的剪切流动，将导致电阻撕裂模不稳定性的发展，且不稳定性增长率随着剪切参数Ｒｒ的增加而增长，导致磁岛的形成和快速的磁能释放。这种剪切流动和撕裂模的耦合过程以及超热不稳定性的相互作用，改变了磁拱中的磁场剪切强度或者说电流密度梯度，从而驱动电阻撕裂模不稳定性的发展。这种过程对于等离子体电流密度的建立是至关重要的，并可能是触发太阳耀斑的重要机制之一。