基于微流控芯片模型的渗流实验与数值模拟 被引量：1

1

作者 聂绍凯 刘鹏飞 +1 位作者 巴特 陈云敏 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期967-976,996,共11页

基于微流控芯片加工技术,采用显微镜-微观模型实验装置,通过制作准二维微流控芯片模型来模拟多孔介质内部的骨架及孔隙结构,开展多孔介质渗流实验.通过测量芯片模型两端的压降并进行修正,计算芯片模型的渗透率.采用计算流体力学方法(CFD... 基于微流控芯片加工技术,采用显微镜-微观模型实验装置,通过制作准二维微流控芯片模型来模拟多孔介质内部的骨架及孔隙结构,开展多孔介质渗流实验.通过测量芯片模型两端的压降并进行修正,计算芯片模型的渗透率.采用计算流体力学方法(CFD)对渗流过程进行数值模拟,并与实验结果进行对比分析.结果表明:在相同条件下,相对于微柱方形排列的芯片模型,微柱错开排列的芯片模型在微观上表现为迂曲度增大,增大的幅值为5.1%~7.9%;在宏观上表现为流阻和压降更大,渗透率更低,降低的幅值为4.5%~7.4%.芯片模型渗透率不仅与内部孔隙通道结构和孔隙率有关,还与颗粒直径和颗粒排列方式相关.当模型孔隙率为0.327~0.900时,数值模拟方法所得的微流控芯片模型的渗透率与实验所测结果接近,误差为9.78%~28.43%.Kozeny-Carman(KC)公式不能准确预测实验结果,并且最大误差为73.97%.提出修正平行板间导管流(平板流)渗流公式预测准二维微流控芯片模型渗透率,预测渗透率曲线与数值模拟和实验数据具有很好的一致性. 展开更多

关键词 多孔介质 渗透率 微流控芯片模型 Kozeny-Carman方程 平板流

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湍流模型对二维平板数值计算结果的影响 被引量：1

2

作者 刘学炎 熊鳌魁 《船海工程》 2010年第5期25-27,31,共4页

采用五种不同的湍流模式对二维平板绕流进行数值模拟,并与经验公式相比较,结果显示,S-A模型的计算结果和经验公式结果符合较好。

关键词 计算流体力学 湍流模型 平板流

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油气井注水泥顶替机理研究进展 被引量：34

3

作者 王瑞和 李明忠 +1 位作者 王成文 方群 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期69-76,共8页

油气井固井时,保持注水泥顶替界面的稳态,不仅能减少水泥浆对钻井液的污染,而且还可显著改善注水泥顶替效果。目前的注水泥顶替机理研究成果,尚未建立描述在任意井斜角、偏心环空内的注水泥顶替界面变化数学模型,对注水泥顶替设计的实... 油气井固井时,保持注水泥顶替界面的稳态,不仅能减少水泥浆对钻井液的污染,而且还可显著改善注水泥顶替效果。目前的注水泥顶替机理研究成果,尚未建立描述在任意井斜角、偏心环空内的注水泥顶替界面变化数学模型,对注水泥顶替设计的实际指导意义不大。为此,在综述影响注水泥顶替效果的主要因素以及注水泥顶替理论研究现状的基础上,重点分析了"平板流模型"和"Hele-Shaw模型"两种理论在顶替机理研究中应用情况。平板流顶替模型将环空中的顶替看作一维轴向顶替,且无法获得顶替界面在环空的整体形态,只适用于直井内的注水泥顶替;Hele-Shaw顶替模型是考虑轴向和周向速度的二维顶替模型,能够追踪顶替界面在环空中发展情况,有利于确定流体之间界面稳定的定量条件。两者相比,Hele-Shaw顶替模型更接近注水泥顶替实际,且不受井斜角的限制。因此,积极开展基于Hele-Shaw模型的注水泥顶替理论研究具有重要的科学意义和应用价值。 展开更多

关键词 固井 顶替 钻井液 水泥浆 平板流模型Hele—Shaw模型

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湍流边界层激励下加筋平板振声响应特性研究 被引量：2

4

作者 徐嘉启 梅志远 +1 位作者 李华东 周振龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第14期156-163,共8页

船舶、汽车和飞机等高速运动时,其外壳受湍流边界层壁面脉动压力激励而产生的内场声辐射成为该类交通工具自噪声的重要成分。基于模态叠加法计算结构振动响应。采用湍流壁面脉动压力功率谱Corcos模型,计算了外侧气流或水流湍流边界层激... 船舶、汽车和飞机等高速运动时,其外壳受湍流边界层壁面脉动压力激励而产生的内场声辐射成为该类交通工具自噪声的重要成分。基于模态叠加法计算结构振动响应。采用湍流壁面脉动压力功率谱Corcos模型,计算了外侧气流或水流湍流边界层激励下简支平板振动及内场辐射声,计算值与解析解和试验值吻合良好,验证了算法的有效性。采用湍流壁面脉动压力功率谱改进型Corcos模型,研究了外侧水流湍流边界层激励下平板及板格的振声响应特性,结果表明:水流马赫数低,壁面脉动压力迁移波数大于平板结构弯曲波数,壁面脉动压力波数-频率谱的迁移脊对平板的激励作用可以忽略;横向或纵向加筋对板格振动速度自功率谱级基本无影响;减小板格宽度与长度之比,适当增大板格流向长度可使平板振动辐射声功率在2 000 Hz以上明显降低。 展开更多

关键词 湍流边界层 壁面脉动压力 随机振动 平板流激振动及噪声

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Fluent软件在牛顿平板流动现象可视化演示中的应用 被引量：1

5

作者 栾一刚 万雷 +1 位作者 孙涛 孙海鸥 《黑龙江科学》 2019年第4期22-23,共2页

牛顿平板流动是工程流体力学中的一个重要物理现象,也是工程流体力学授课过程中的重要讲解内容,为实现在课堂教学中的可视化展示,借助CFD软件Fluent对牛顿平板流动现象进行数值模拟,形象展示平板间流动规律,以改善该部分教学内容的效果... 牛顿平板流动是工程流体力学中的一个重要物理现象,也是工程流体力学授课过程中的重要讲解内容,为实现在课堂教学中的可视化展示,借助CFD软件Fluent对牛顿平板流动现象进行数值模拟,形象展示平板间流动规律,以改善该部分教学内容的效果,开展研讨式教学,增强学生上课兴趣。 展开更多

关键词 牛顿平板流 CFD数值模拟 可视化

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HG／T2398─92标准浅析

6

作者 于洪林 《橡胶技术与装备》 1995年第2期8-9,23,共3页

本文就《平板硫化机产品质量分等及检查细则》ＨＧ／Ｔ２３９８－９２与《平板硫化机产品标准》ＧＢ１０４８０－８９，两项标准中所规定的部分指标摘录进行对比、分析，并简单说明提优等品质量的意义。

关键词 产品质量 平板流化机 橡胶 质量标准

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同心环形缝隙流理论研究 被引量：25

7

作者 许贤良 朱兵 +1 位作者 张军 王传礼 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第3期40-42,共3页

在液压技术问题的分析,研究和工程计算中,经常要用到流体力学中的同心环形缝隙流理论,即流量—压力差公式Q=πdh3Δp/12μL;而通常的研究中并未对这一公式由来作过严格的数学分析,只是根据平行板(平面)压差流理论作出变通分析而得出的... 在液压技术问题的分析,研究和工程计算中,经常要用到流体力学中的同心环形缝隙流理论,即流量—压力差公式Q=πdh3Δp/12μL;而通常的研究中并未对这一公式由来作过严格的数学分析,只是根据平行板(平面)压差流理论作出变通分析而得出的结论。针对上述情况,引用粘性流体力学的普通方程——Navier-Stokes(N-S)方程在圆柱坐标系中形式,考虑到同心环形缝隙流中粘性刀为主导条件,忽略惯性力和质量(重)力,并考虑到流动的对称性,得出了流体运动微分方程,并进一步推导了速度分布和流量压差方程,得出与传统理论相异的结论,供进一步研究作参考。 展开更多

关键词 环形缝隙流 同心环形缝隙流 固定平板缝隙流

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DSMC/EPSM混合算法研究 被引量：9

8

作者 陈伟芳 吴明巧 任兵 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期274-278,共5页

将EPSM算法与DSMC方法结合,构造了可模拟含近连续流区及过渡流区的DSMC/EPSM混合算法。运用混合算法模拟了马赫数等于5时超音速竖板绕流及马赫数等于4时超音速平板绕流,并将结果与DSMC算法的结果进行比较,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效... 将EPSM算法与DSMC方法结合,构造了可模拟含近连续流区及过渡流区的DSMC/EPSM混合算法。运用混合算法模拟了马赫数等于5时超音速竖板绕流及马赫数等于4时超音速平板绕流,并将结果与DSMC算法的结果进行比较,证明了DSMC/EPSM混合算法的有效性,同时将EPSM算法与DSMC算法的效率进行了比较。 展开更多

关键词 DSMC/EPSM混合算法 气体动力学 蒙特卡罗直接模拟法 平衡粒子模拟法 超音速平板绕流 稀薄气体流动

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雷诺数对不同展弦比下长平板绕流湍流特性影响的实验研究

9

作者 刘宇陆 刘欣 +1 位作者 丁旭 李家骅 《应用技术学报》 2024年第1期1-8,共8页

利用粒子图像测速(PIV)实验研究了不同展弦比下,雷诺数对长平板绕流的影响。雷诺数为:Re=500、800、1000,平板板长L与厚度D的比值为L/D,L/D=3、6。实验结果表明,展弦比L/D=3时,流体从平板前缘分离后重新附着在平板尾缘处。展弦比L/D=3和... 利用粒子图像测速(PIV)实验研究了不同展弦比下,雷诺数对长平板绕流的影响。雷诺数为:Re=500、800、1000,平板板长L与厚度D的比值为L/D,L/D=3、6。实验结果表明,展弦比L/D=3时,流体从平板前缘分离后重新附着在平板尾缘处。展弦比L/D=3和6时,平板上方再附着长度及平板后的回流区长度会随着雷诺数的增大而增大,展弦比为6时,雷诺数对板上分离泡的影响较小。雷诺数和展弦比会影响流场的湍流特性。展弦比L/D=3时,雷诺数的增加会导致平板两侧的脉动强度增加,而板后的脉动强度减弱;随着展弦比L/D增加,流场的湍流脉动强度减小。同时随着雷诺数的增加,流场中的小尺度涡结构增加。 展开更多

关键词 长平板绕流 涡脱落 粒子图像测速

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激波/平板湍流边界层干扰的数值模拟 被引量：4

10

作者 李志强 李正强 闫文辉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1003-1007,共5页

采用理性GAO-YONG可压缩湍流模型,模拟了激波/平板湍流边界层干扰现象,结果表明:计算所得到的壁面压力分布、摩阻系数分布和速度型分布均与实验值吻合很好,并且比较准确地预报出了入射斜激波与平板湍流边界层干扰所引起的边界层分离点... 采用理性GAO-YONG可压缩湍流模型,模拟了激波/平板湍流边界层干扰现象,结果表明:计算所得到的壁面压力分布、摩阻系数分布和速度型分布均与实验值吻合很好,并且比较准确地预报出了入射斜激波与平板湍流边界层干扰所引起的边界层分离点和再附点等流动特性.由此表明GAO-YONG可压缩湍流模型能够准确地用来模拟激波/平板湍流边界层的干扰流动. 展开更多

关键词 航空 航天推进系统 平板可压缩流 激波/湍流边界层干扰 GAO-YONG可压缩湍流模型

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三螺杆泵螺杆与衬套最优间隙的理论研究 被引量：5

11

作者 单玉霞 王兆伍 +2 位作者 郑梅生 居荣华 王立杰 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第11期28-31,共4页

三螺杆泵螺杆与衬套的间隙值是决定泵工作性能的重要因素,为了合理确定螺杆与衬套的间隙,以标准135型三螺杆泵为研究对象,分析了螺杆与衬套间隙内的流体状态,主要存在剪切流和一般库埃特流。根据平行平板缝隙流理论,建立回流介质经过一... 三螺杆泵螺杆与衬套的间隙值是决定泵工作性能的重要因素,为了合理确定螺杆与衬套的间隙,以标准135型三螺杆泵为研究对象,分析了螺杆与衬套间隙内的流体状态,主要存在剪切流和一般库埃特流。根据平行平板缝隙流理论,建立回流介质经过一个完整密封腔所造成的包括泄漏损失和粘性摩擦损失的总功率损失为目标函数,通过求取最小值,得到特定工况下确定三螺杆泵螺杆与衬套最优间隙的理论公式。结果表明,最优间隙主要与工作压力、转速和介质粘度有关,研究结果将对三螺杆泵设计提供重要参考依据。 展开更多

关键词 三螺杆泵 最优间隙 平行平板间隙流 泄漏损失 粘性摩擦损失

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平板Poiseuille分层流动的线性稳定性 被引量：1

12

作者 尤学一 郑湘君 陈小明 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1017-1020,共4页

为了讨论平板Poiseuille分层流动的线性稳定性问题,在考虑液-液交界面存在互溶薄层(液膜)的基础上, 研究了液膜位置、液膜厚度和液膜内黏性系数分布等因素对流动失稳,临界雷诺数的影响。研究得出:①在液膜两 边上黏性系数4阶以上导数值... 为了讨论平板Poiseuille分层流动的线性稳定性问题,在考虑液-液交界面存在互溶薄层(液膜)的基础上, 研究了液膜位置、液膜厚度和液膜内黏性系数分布等因素对流动失稳,临界雷诺数的影响。研究得出:①在液膜两 边上黏性系数4阶以上导数值几乎不影响流动临界雷诺数;②当液膜中心远离临界层,并且厚度小于0．1时,对流 动稳定性几乎没有影响;③当液膜中心接近临界层时,液膜厚度会对临界雷诺数产生很大影响．因此,改变液膜位 置和膜厚可以用于流动稳定性控制,实现流动减阻． 展开更多

关键词 黏性分层流体 线性稳定性 分层液膜 平板Poiseuille流

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浸没边界-格子玻尔兹曼方法的GPU并行加速 被引量：3

13

作者 吴家阳 熊智勇 +1 位作者 杨峰 程永光 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2018年第5期517-521,共5页

为了高效地模拟大规模三维流固耦合问题,提出了一种在GPU平台上并行加速浸没边界-格子玻尔兹曼(immersed boundary-lattice Boltzmann,IB-LB)耦合方法的策略。为了验证准确性和加速效果,计算了不同攻角下的三维平板绕流问题,得到了与实... 为了高效地模拟大规模三维流固耦合问题,提出了一种在GPU平台上并行加速浸没边界-格子玻尔兹曼(immersed boundary-lattice Boltzmann,IB-LB)耦合方法的策略。为了验证准确性和加速效果,计算了不同攻角下的三维平板绕流问题,得到了与实验结果吻合良好的升力和阻力系数随攻角的变化规律,并发现GPU内核函数的性能均受制于带宽,且其带宽利用率均达到70%。为了展示计算能力,模拟了中等雷诺数下三维拍动平板的绕流问题,证明所提方法和加速策略在模拟大规模复杂流固耦合问题上的有效性。 展开更多

关键词 中央处理器 流固耦合 浸没边界法 格子玻尔兹曼方法 平板绕流

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横掠椭圆管的换热及流动特性分析 被引量：3

14

作者 齐守良 李庆领 《青岛科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第B09期74-77,共4页

利用隐式有限差分法,对横掠不同轴径比a/b情况下的椭圆管换热及流动特性进行了研究。得到了边界层内速度分布和边界层厚度发展状况。讨论了a/b对边界层分离点的影响。得到了不同管型椭圆管的局部对流换热分布规律,并与圆管和平板绕流进... 利用隐式有限差分法,对横掠不同轴径比a/b情况下的椭圆管换热及流动特性进行了研究。得到了边界层内速度分布和边界层厚度发展状况。讨论了a/b对边界层分离点的影响。得到了不同管型椭圆管的局部对流换热分布规律,并与圆管和平板绕流进行了比较。 展开更多

关键词 椭圆管 对流换热 流动特性 有限差分 平板绕流 换热设备

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嵌件平板收缩流支化聚合物黏弹行为的数值模拟 被引量：4

15

作者 赵智峰 欧阳洁 +1 位作者 张玲 刘德峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期843-850,共8页

选取基于Doi-Edwards模型发展起来的XPP模型作为聚合物浓厚体系的本构关系,采用同位网格有限体积法结合数值求解的稳定化技术首先对4∶1平板收缩流进行了全域模拟,而后对聚合物成型中常见的嵌件收缩流进行了模拟。得出了4∶1平板收缩流... 选取基于Doi-Edwards模型发展起来的XPP模型作为聚合物浓厚体系的本构关系,采用同位网格有限体积法结合数值求解的稳定化技术首先对4∶1平板收缩流进行了全域模拟,而后对聚合物成型中常见的嵌件收缩流进行了模拟。得出了4∶1平板收缩流和嵌件收缩流中流函数、拉伸量、第一法向应力差、第二法向应力差等值线的变化趋势,讨论了嵌件对聚合物浓厚体系行为的影响。数值结果表明,随着嵌件中心位置的变化,聚合物宏观信息表征量发生明显的变化,特别是收缩区上游拐角处涡的大小、形状以及嵌件后侧到收缩处拉伸量的变化非常显著。 展开更多

关键词 XPP模型 同位网格 嵌件 4∶1平板收缩流 法向应力差

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电解质浓度对反气泡稳定性影响机理研究 被引量：3

16

作者 王位 孔勇 +1 位作者 金敏 安骥 《液压气动与密封》 2014年第11期14-15,5,共3页

反气泡的稳定性受到多种因素的影响。提高溶液电解质浓度可以延长反气泡的稳定时间。在对反气泡内外液面受力分析的基础上,引入Reynolds方程,研究压力差对平板狭缝流动的影响,从理论上揭示电解质浓度对反气泡稳定性的影响机理,并通过实... 反气泡的稳定性受到多种因素的影响。提高溶液电解质浓度可以延长反气泡的稳定时间。在对反气泡内外液面受力分析的基础上,引入Reynolds方程,研究压力差对平板狭缝流动的影响,从理论上揭示电解质浓度对反气泡稳定性的影响机理,并通过实验证明理论分析的正确性。为制造长稳定时间的反气泡提供指导。 展开更多

关键词 反气泡 电解质浓度 稳定性 平板狭缝流

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考虑转动能的一维/二维Boltzmann-Rykov模型方程数值算法 被引量：3

17

作者 吴俊林 李志辉 蒋新宇 《计算物理》 CSCD 北大核心 2013年第3期326-336,共11页

研究考虑转动能的Boltzmann-Rykov模型方程,基于转动自由度对气体分子速度分布函数矩积分,引入约化速度分布函数,应用离散速度坐标法与数值积分技术,将气体运动论模型方程化为在离散速度坐标点处关于三个约化速度分布函数的联立方程组.... 研究考虑转动能的Boltzmann-Rykov模型方程,基于转动自由度对气体分子速度分布函数矩积分,引入约化速度分布函数,应用离散速度坐标法与数值积分技术,将气体运动论模型方程化为在离散速度坐标点处关于三个约化速度分布函数的联立方程组.应用拓展计算流体力学有限差分方法,数值计算考虑转动自由度的双原子气体一维、二维Boltzmann模型方程,得到高、低Knudsen数一维激波管内流动和二维竖直平板绕流问题的流场,分析验证考虑转动能的Boltzmann-Rykov模型方程全流域统一算法求解一维/二维气体流动问题的可靠性.结果表明,气体稀薄程度与分子内自由度对流场具有较大影响,且Knudsen数较高的稀薄气体流动呈现严重的非平衡流动特点. 展开更多

关键词 转动自由度 Boltzmann-Rykov模型方程 激波管 竖直平板绕流 统一算法

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岩石类材料压缩断裂路径的流体力学模拟 被引量：2

18

作者 郭少华 孙宗颀 谢晓晴 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期212-216,共5页

根据不可压缩粘性流体的稳态速度场与平衡条件下弹性固体的位移场之间的对应性原理,推导了以流函数表示的弹性固体应力场公式,并证明了流线与主应力迹线之间的等效关系。利用茹柯夫斯基变换,给出了平板绕流问题的流函数解,并以此为基础... 根据不可压缩粘性流体的稳态速度场与平衡条件下弹性固体的位移场之间的对应性原理,推导了以流函数表示的弹性固体应力场公式,并证明了流线与主应力迹线之间的等效关系。利用茹柯夫斯基变换,给出了平板绕流问题的流函数解,并以此为基础,预测了岩石类材料压缩断裂路径的扩展规律,取得了与实验观察相一致的结果。 展开更多

关键词 流体力学模拟 岩石 断裂力学 压缩裂纹 扩展路径 平板绕流 流函数

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超声速气体平板绕流的直接数值模拟 被引量：2

19

作者 赵晓龙 张君安 +1 位作者 董皓 刘波 《西安工业大学学报》 CAS 2018年第4期337-342,共6页

为了模拟超声速气体平板绕流真实状态.采用直接数值模拟方法,计算连续方程、含有黏度项的纳维-斯托克斯方程和能量方程,联立完全气体状态等其他基本方程,运用二阶精度的差分格式进行离散,得到了不同马赫数时气体的速度、压力、密度和温... 为了模拟超声速气体平板绕流真实状态.采用直接数值模拟方法,计算连续方程、含有黏度项的纳维-斯托克斯方程和能量方程,联立完全气体状态等其他基本方程,运用二阶精度的差分格式进行离散,得到了不同马赫数时气体的速度、压力、密度和温度的分布状态.结果表明:由于气体黏度的存在,气流以超声速流过平板时,靠近平板位置的速度小于流入平板的速度,压力整体大于远离平板位置的压力;且在平板上产生激波,随着马赫数的增大,产生激波的范围越来越小.直接数值模拟所求模型的精度优于其他方法. 展开更多

关键词 超声速气体 平板绕流 黏度 激波

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基于非结构化网格同位有限体积法的粘弹流体数值模拟 被引量：2

20

作者 阮春蕾 欧阳洁 刘帅强 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期160-163,167,共5页

采用基于非结构化三角网格的同位有限体积法模拟了聚合物溶液平板收缩流。其中,聚合物溶液微观尺度大分子的信息通过FENE-P本构模型得以在宏观场上体现。数值求解过程中,速度与压力、速度与应力间的耦合通过动量插值实现。通过与结构化... 采用基于非结构化三角网格的同位有限体积法模拟了聚合物溶液平板收缩流。其中,聚合物溶液微观尺度大分子的信息通过FENE-P本构模型得以在宏观场上体现。数值求解过程中,速度与压力、速度与应力间的耦合通过动量插值实现。通过与结构化网格数值结果及实验结果的比较,验证了该方法在粘弹流动问题求解中的正确性。与此同时,文中根据构象张量给出了分子微观结构直观的可视化描述方法,并分析了不同流动区域分子形变以及分子取向等微观信息。 展开更多

关键词 非结构化网格 有限体积 FENE-P模型 平板收缩流 分子构象

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