牛頓流體玩多了，不要忘記“非牛頓流體”

2017-03-30  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

在CFD中,我們通常模擬的為牛頓流體,牛頓流體的形變率和剪切力呈線性關(guān)系。這就意味著牛頓流體的粘度是不變的。然而,工業(yè)上許多流動(dòng)均不適用于牛頓流體,對(duì)于某些流體,形變率和剪切力呈現(xiàn)一種非線性的關(guān)系,這一類流體被稱之為非牛頓流體。

某些情況下,非牛頓流體的流動(dòng)可以表現(xiàn)為牛頓流體的形式,這種簡(jiǎn)化很合適。就像我們經(jīng)常認(rèn)為空氣是不可壓縮的一樣。然而,在某些情況下,對(duì)非牛頓流體的粘度精確模擬非常必要。

比如,對(duì)于非牛頓流體內(nèi)的某一種流體,我們可以用Carreau-Yasuda模型來(lái)模化:

Carreau-Yasuda模型下的動(dòng)態(tài)粘度和剪切力的關(guān)系圖如下:

可以看出,在上表中剪切力較低和剪切力較高的時(shí)候,表觀粘度的值變化不大,可以近似的看做一種牛頓流體。當(dāng)剪切力不大不小的時(shí)候,表觀粘度的變化劇烈。

下圖是使用CFD模擬非牛頓流體的結(jié)果圖:

很明顯,非牛頓流體的表觀粘度是非均一的,并且和壁面剪切力有關(guān)。

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