触变性流体绕球体的非均匀流动

模拟了触变性流体绕沉降球体的非均匀流动。采用四参数Moore模型作为通用触变性流体，并运用间断Galerkin方法求解与质量及动量守恒方程耦合的结构动力学方程。依据比较结构形成与破坏时间尺度的归一化下落速度 $U^{*}$，流动解被划分为三种不同状态，归因于三个竞争因素的共同作用：布朗结构恢复、剪切诱导结构破坏以及微结构对流。在较小 $U^{*}( \ll 1)$ 时，布朗结构恢复占主导，触变效应可忽略，流动解与牛顿流体相差不大。随着 $U^{*}$ 增大，观察到显著的结构梯度，沉降球周围的结构分布由全部三个竞争因素平衡决定。当 $U^{*}$ 足够大 $(\gg 1)$ 时，布朗结构恢复可忽略，剪切诱导结构破坏与对流之间的平衡对流动分布起决定性作用。为量化三因素相互作用，研究了球体阻力系数Cs随 $U^{*}$ 范围的变化。借助该框架，讨论了破坏参数、约束比以及模型形式中可能的非线性对触变性流体非均匀流动的影响。