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非牛顿流体流动的分数阶本构方程(FACE):理论描述

流体动力学 2016-12-13 v1

摘要

非牛顿流体流动可能由空间非局部速度驱动,其动力学可由极具前景的分数阶导数模型来描述。这篇简短通讯提出了一个空间分数阶本构方程(FACE),将粘性剪切应力与速度梯度联系起来,随后解释了稳态管流中非牛顿流体的物理性质。结果表明,广义 FACE 模型通过简单调整分数指数的阶数,将先前的非牛顿流体流动模型作为端元包含在内;初步测试表明,FACE 模型能便捷地捕捉到各种速度梯度下观测到的剪切应力增长。使用 FACE 模型对速度剖面、摩擦水头损失和雷诺数进行的进一步分析,也导出了分析工具和准则,能够显著扩展标准模型,以量化具有大范围空间非局部速度的非牛顿流体流动的复杂动力学。

关键词

引用

@article{arxiv.1612.03352,
  title  = {Fractional constitutive equation (FACE) for non-Newtonian fluid flow: Theoretical description},
  author = {HongGuang Sun and Yong Zhang and Song Wei and Jianting Zhu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1612.03352},
  year   = {2016}
}

备注

17pages, 4 figures