螺旋管中非牛顿效应对快速瞬变流影响的数值研究
流体动力学
2020-03-04 v1
摘要
本研究聚焦于非牛顿流体通过螺旋管的层流快速瞬变流的参数化研究。经典的水击模拟不处理管道螺旋性以及流体的非牛顿特性，而当前工作解决了这些特征。为此，采用幂律模型来适应流体的非牛顿行为。通过修正的流体体积弹性模量考虑了管壁弹性和工作流体可压缩性的影响。本文所进行的三维数值分析结果与实际实验数据表现出良好的一致性，并且表明流体的非牛顿性质显著影响压头响应、速度和剪切应力分布，以及所形成的二次流的强度。在水击的第一阶段（出现最大偏差处），剪切变稀和剪切增稠流体在管道中点的壁面剪切应力大小分别比牛顿流体低 67.7% 和高 200%。此外，剪切变稀和剪切增稠流体在管道横截面上半部分的平均轴向涡量大小分别比牛顿情况低 65.5% 和高 111.7%。
引用
@article{arxiv.1703.06877,
title = {Numerical Study of Non-Newtonian Effects on Fast Transient Flows in Helical Pipes},
author = {Mohsen Azhdari and Alireza Riasi and Pedram Tazraei},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.06877},
year = {2020}
}