横向磁场作用下Taylor-Couette流动数值模拟

1

作者 董帅 纪祥勇 +1 位作者 吕二飞 李春曦 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期114-119,共6页

采用Fluent模拟软件对横向磁场作用下液态金属镓的Taylor-Couette流动进行了数值模拟。考虑了有限长和无限长两种模型,模型半径比为1/2,长宽比为4。哈特曼数选取为0~50,雷诺数选取为10和259,分别对应层流Couette流动和Taylor-Couette流... 采用Fluent模拟软件对横向磁场作用下液态金属镓的Taylor-Couette流动进行了数值模拟。考虑了有限长和无限长两种模型,模型半径比为1/2,长宽比为4。哈特曼数选取为0~50,雷诺数选取为10和259,分别对应层流Couette流动和Taylor-Couette流动两种工况。结果表明,对于雷诺数等于10工况,流体在横向磁场的作用下产生非轴对称的流型;随磁场强度增加,涡由圆环外侧移动到内侧,并呈现出扁平化趋势。对于雷诺数等于259工况,在磁场作用下,流场内泰勒涡尺寸变小,泰勒涡数量由2对增加至3对,并最终破裂。对于有限长和无限长模型,由于上下壁面边界条件不同,流型变化呈现出不同的特点。 展开更多

关键词 横向磁场 层流couette流动 Taylor-couette流动 数值模拟

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以Couette流动方式为基础的电流变液测试系统的研制

2

作者 张建华 冯常勤 +1 位作者 陶德华 张直明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期306-309,共4页

在分析电流变液 (Electrorheological fluids)测试技术特点的基础上 ,研制了一种基于库特 (Couette)流动方式的电流变测试系统。对由上海大学研制的几种电流变液进行了性能测试 ,结果表明所建立的电流变测试仪具有较好的重复性与可行性 ... 在分析电流变液 (Electrorheological fluids)测试技术特点的基础上 ,研制了一种基于库特 (Couette)流动方式的电流变测试系统。对由上海大学研制的几种电流变液进行了性能测试 ,结果表明所建立的电流变测试仪具有较好的重复性与可行性 ,可以准确、方便地获得与电流变效应有关的剪切应力。 展开更多

关键词 电流变测试仪 电流变液 couette流动形式 测试系统 库特流动 剪切应力 漏电流

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平行平板间电流变液非零压力梯度Couette流动的稳定性分析

3

作者 彭杰 朱克勤 席葆树 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2001年第6期658-662,共5页

采用Rajagopal和Wineman所提出本构方程 ,对电流变液在二维平行平板间非零压力梯度Couette流动的线性稳定性问题进行研究。通过分析和数值计算发现 ,任何壁面运动都将使流动稳定性增强。在外加电场存在的情况下 。

关键词 电流变液 稳定性 O-S方程 平行平板 流体动力学 非零压力 梯度couette流动

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环空内非牛顿流体依时性Couette流动的谱法研究

4

作者 付强 《四川师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期808-810,共3页

采用谱方法研究了环形套管内OldroydB流体依时性Couette流动的速度场分布.该问题可归结为高阶微方程的初值边值问题的求解问题.采用构造的Chebysehv多项式为基的谱方法,成功地得到该问题的解析解答.其结果与差分数值解一致.

关键词 OldroydB流体 couette流动 谱方法

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微纳尺度下Couette流动的分子动力学模拟 被引量：1

5

作者 苗瑞灿 陈占秀 +1 位作者 杨历 贾桂鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第30期21-27,共7页

为了研究微纳尺度下流体密度、壁面剪切速度以及不同材料的壁面对流体流动特性的影响,采用分子动力学方法对流体在微纳尺度下的Couette流动进行模拟。研究结果表明:随着流体密度增加流体与壁面作用力增大,壁面对近壁流体的束缚也增强,... 为了研究微纳尺度下流体密度、壁面剪切速度以及不同材料的壁面对流体流动特性的影响,采用分子动力学方法对流体在微纳尺度下的Couette流动进行模拟。研究结果表明:随着流体密度增加流体与壁面作用力增大,壁面对近壁流体的束缚也增强,近壁面处流体粒子自由运动减弱导致流体扩散能力下降,同时流体等效黏度随密度增加而增大,滑移量减小;壁面剪切速度增大,导致近壁面处流体粒子数减少,流体等效黏度降低,流体粒子在通道中更容易进行无规则自由运动使其扩散能力增强;通过改变壁面材料,发现金属壁面作用力强于非金属,在金属材料近壁面处更容易吸附较多流体粒子,导致金属壁面附近流体等效黏度较大,滑移量相对较小。 展开更多

关键词 couette流动 等效黏度 扩散系数 滑移量

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计及Hall和离子滑移电流的旋转流体在与时间相关初值条件下的MHD Couette流动 被引量：1

6

作者 B·K·杰哈 C·A·阿佩雷 +1 位作者 黄锋 张禄坤 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2012年第4期379-389,共11页

考虑Hall和离子滑移电流的影响,在旋转系统中研究导电流体非稳定的MHD Couette流动.在小数值磁场Reynolds数假定下,推导出基本的控制方程,使用著名的Laplace变换技术,数值地求解该基本方程.分两种情况:磁场相对于流体或者移动平板固定时... 考虑Hall和离子滑移电流的影响,在旋转系统中研究导电流体非稳定的MHD Couette流动.在小数值磁场Reynolds数假定下,推导出基本的控制方程,使用著名的Laplace变换技术,数值地求解该基本方程.分两种情况:磁场相对于流体或者移动平板固定时,得到速度和表面摩擦力统一的闭式表达式.用图形讨论了问题的不同参数,对速度和表面摩擦力的影响.所得结果显示,主流速度u和次生速度v随着Hall电流而增大.离子滑移电流的增大,也会导致主流速度u的增大,但会使次生速度v减小.还给出了旋转、Hall和离子滑移参数的综合影响,确定了次生运动对流体流动的贡献. 展开更多

关键词 MHD couette流动 旋转系统 Hall和离子滑移电流 加速运动

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非稳态Couette流动阶段的边界位移与黏性能量耗散

7

作者 闫彦 《力学与实践》 北大核心 2017年第4期354-358,378,共6页

本文研究了牛顿流体非稳态Couette流动阶段的边界位移与流体黏性摩擦能耗.在上边界始终保持静止,下边界以恒定速度或恒定内壁剪切应力突然运动的情况下,建立了Couette非稳态流动的数学模型.求解定解问题,获得流体速度分布函数;通过渐近... 本文研究了牛顿流体非稳态Couette流动阶段的边界位移与流体黏性摩擦能耗.在上边界始终保持静止,下边界以恒定速度或恒定内壁剪切应力突然运动的情况下,建立了Couette非稳态流动的数学模型.求解定解问题,获得流体速度分布函数;通过渐近分析,获得不同边界条件下流动充分发展的临界时间,进而获得非稳态过程中的边界位移量.利用边界剪切应力和位移量的结果,计算非稳态过程中移动平板做功;再结合流体动能增加量,计算得出不同边界条件下非稳态流动阶段流体黏性摩擦能耗. 展开更多

关键词 边界位移 能量耗散 非稳态阶段 couette流动

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广义二阶流体非定常Couette流动的精确解 被引量：9

8

作者 谭文长 鲜峰 魏兰 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第16期1226-1228,共3页

将分数阶微积分运算引入到广义二阶流体的本构关系中,建立了带分数阶导数的广义二阶流体的本构模型.利用离散逆Laplace变换技巧和广义Mittag-Leffler函数研究了广义二阶流体的非定常Couette流动,对任意的分数阶导数得到了问题的精确解,... 将分数阶微积分运算引入到广义二阶流体的本构关系中,建立了带分数阶导数的广义二阶流体的本构模型.利用离散逆Laplace变换技巧和广义Mittag-Leffler函数研究了广义二阶流体的非定常Couette流动,对任意的分数阶导数得到了问题的精确解,这为研究黏弹性流体的力学性质提供了新的解析工具. 展开更多

关键词 分数阶微积分运算 非定常couette流动 广义二阶流体 精确解 非牛顿黏弹性流体 流体力学

原文传递

黏弹性效应作用下Taylor-Couette流动转捩的直接模拟研究 被引量：2

9

作者 王敏妙 刘难生 +1 位作者 陆夕云 丁航 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2018年第9期236-243,共8页

本文通过高精度谱方法的直接数值模拟研究了黏弹性Taylor-Couette(TC)流动的转捩问题.通过以下3种方式考察了流体惯性和弹性效应相对强弱的变化对TC流动转捩的影响:(1)增大雷诺数Re(即惯性效应),保持Weissenberg数We(即弹性效应)不变;(2... 本文通过高精度谱方法的直接数值模拟研究了黏弹性Taylor-Couette(TC)流动的转捩问题.通过以下3种方式考察了流体惯性和弹性效应相对强弱的变化对TC流动转捩的影响:(1)增大雷诺数Re(即惯性效应),保持Weissenberg数We(即弹性效应)不变;(2)增大Re,保持弹性数E=We/Re(即弹性和惯性效应比)不变;(3)保持Re不变,增大We.计算重现了黏弹性TC流动的多种典型流态,包括旋转驻波流态、轴对称的振动条带、非轴对称的振动条带和类行波流态.此外,发现了一种间歇孤立波流态,该流态含有明显的间歇性拟序结构,在径向速度u_r的时空图中表现为周期性间歇出现、局部集中的强烈径向内/外流.本文还考察了参数空间中起点和终点相同的3条路径上的转捩过程,对比分析了这些路径终点的流态特征,据此发现了在历经不同路径出现的多态现象. 展开更多

关键词 黏弹性流体 直接数值模拟 Taylor—couette流动 转捩

原文传递

表面活性剂溶液粗粒化模型couette流动模拟 被引量：1

10

作者 刘飞 周文静 魏进家 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2159-2163,共5页

本文主要利用粗粒化分子动力学方法对不同浓度下表面活性剂水溶液在couette流动过程中胶束的形成、速度分布与流变性规律进行了研究。结果表明,对于相同浓度的表面活性剂溶液,随着剪切速率的增大,胶束完全动态平衡时间越来越小;而随着... 本文主要利用粗粒化分子动力学方法对不同浓度下表面活性剂水溶液在couette流动过程中胶束的形成、速度分布与流变性规律进行了研究。结果表明,对于相同浓度的表面活性剂溶液,随着剪切速率的增大,胶束完全动态平衡时间越来越小;而随着表面活性剂分子浓度的增加,胶束动态平衡时间也越来越小,形成胶束越来越快。在剪切速率与溶液剪切黏度关系方面,保持表面活性剂分子浓度不变情况下,随着剪切速率的增大,剪切黏度逐渐减小,呈现剪切稀化特征。 展开更多

关键词 表面活性剂溶液 粗粒化分子动力学模拟 couette流动 剪切黏度

原文传递

有限宽度平板Couette流的流量计算 被引量：1

11

作者 孙亮 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2001年第3期238-240,共3页

从有限宽度平板 Couette流动的速度分布解出发 ,导出了有限大矩形管道流量公式 .利用无穷大平板 Couette流动的流量公式 ,给出了由管道形状决定的流量系数函数 ,并分析了流量公式在大宽高比和小宽高比情况下的渐近行为 。

关键词 couette流动 流量 有限宽度平板 计算 流体力学

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热幅射对抽吸或喷射三维Couette流温度分布的影响

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作者 B.K.夏玛 M.阿加威尔 +2 位作者 R.C.乔德哈瑞 周哲玮 吴承平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期281-287,共7页

在固定的底板上有横向正弦射流,而匀速运动的多孔介质顶板以常速率完全抽出的情况下,理论分析了热幅射对三维Couette流动温度分布的影响.在这种射流速度下,流动呈现三维流动.利用图形分析了Prandtl数、幅射参数和射流参数对传热速率的影... 在固定的底板上有横向正弦射流,而匀速运动的多孔介质顶板以常速率完全抽出的情况下,理论分析了热幅射对三维Couette流动温度分布的影响.在这种射流速度下,流动呈现三维流动.利用图形分析了Prandtl数、幅射参数和射流参数对传热速率的影响.Prandtl数对温度分布的影响比射流参数或幅射参数大得多. 展开更多

关键词 couette流动 三维 传热 幅射 不可压

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二维微槽道内的流动模拟 被引量：1

13

作者 王灿 杨爱玲 陈康民 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2006年第2期133-135,140,共4页

直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)通过计算机跟踪仿真分子的运动,求解稀薄气体流动规律.选用硬球模型模拟仿真分子间的碰撞,编写DSMC的计算程序,模拟处于滑流和过渡流动领域的二维微槽道内气体流动.结果表明,气体流动在边界附近出现速度滑移... 直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)通过计算机跟踪仿真分子的运动,求解稀薄气体流动规律.选用硬球模型模拟仿真分子间的碰撞,编写DSMC的计算程序,模拟处于滑流和过渡流动领域的二维微槽道内气体流动.结果表明,气体流动在边界附近出现速度滑移和温度跳跃.计算结果和理论值相吻合. 展开更多

关键词 DSMC方法 稀薄气体动力学 couette流动 微槽道

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作旋转流动时非线性流体的改进模型

14

作者 N·阿什拉菲 H·K·雷扎 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2012年第11期1320-1329,共10页

在圆环结构中研究拟塑性流体作圆形的Couette流动.流体的粘度依赖于对守恒方程有直接影响的剪切率,守恒方程采用谱方法求解.可以证明所采用的拟塑性模型,可以被适当地表示为典型的非线性流动.在早期研究中,为了方便数值计算,粘度表达式... 在圆环结构中研究拟塑性流体作圆形的Couette流动.流体的粘度依赖于对守恒方程有直接影响的剪切率,守恒方程采用谱方法求解.可以证明所采用的拟塑性模型,可以被适当地表示为典型的非线性流动.在早期研究中,为了方便数值计算,粘度表达式中只考虑了剪切率的二次项,与此不同,这里考虑了二次幂项.圆形Couette流动中弯曲的流线,造成离心的不稳定性,引起环形的漩涡,称之为Taylor漩涡.进而发现,随着拟塑性影响的增加,临界Taylor数下降.与已有圆形Couette流动的实验相比较,两者有着良好的一致性. 展开更多

关键词 拟塑性 圆形couette流动 环形漩涡 谱方法

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MRT-LBM三重网格局部加密算法研究 被引量：5

15

作者 曲延鹏 张坤 陈颂英 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期441-448,共8页

应用MRT-LBM计算流场中运动粒子上的力和力矩时,可使用三重网格局部加密方法来提高计算结果的精度.将流场计算区域划分为互不重合的粗糙区、过渡区和加密区,相邻区域界面重合节点上的物理参数如密度、速度和应力等保持连续,不同区域的... 应用MRT-LBM计算流场中运动粒子上的力和力矩时,可使用三重网格局部加密方法来提高计算结果的精度.将流场计算区域划分为互不重合的粗糙区、过渡区和加密区,相邻区域界面重合节点上的物理参数如密度、速度和应力等保持连续,不同区域的分布函数通过过渡区边界点进行传递,运算程序采用碰撞-迁移算法,给出了数据的初始化过程和加密的网格结构.通过对含非对称放置的粒子Couette流动,分别采用标准Boltzmann、全场加密、局部二重加密和三重加密的4种网格进行计算.数值计算结果表明,三重网格加密算法减少了计算结果的波动.对方腔流顶盖下方左右奇异角落处应用三重局部网格加密,结果显示,对雷诺数1 000的方腔流动,沿腔中心线的速度分布与经典文献结果对比效果良好,压力轮廓图的噪声明显降低,应力振荡明显减少.模拟结果证实了所建立的局部加密方法的有效性. 展开更多

关键词 格子BOLTZMANN方法 多松弛时间模型 局部网格加密 couette流动 方腔流动

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考虑时间相关性的DSMC方法统计误差分析（英文） 被引量：2

16

作者 李锦 耿湘人 +1 位作者 陈坚强 江定武 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第12期1403-1409,共7页

过去的半个世纪,DSMC方法已经成为求解稀薄气体流动最有力的数值工具.它的精度问题得到了许多研究者的关注.DSMC方法的误差可以分为两类,一类是统计误差,另一类是数值误差.在DSMC方法中,宏观流动性质是通过对微观分布信息的抽样平均而... 过去的半个世纪,DSMC方法已经成为求解稀薄气体流动最有力的数值工具.它的精度问题得到了许多研究者的关注.DSMC方法的误差可以分为两类,一类是统计误差,另一类是数值误差.在DSMC方法中,宏观流动性质是通过对微观分布信息的抽样平均而得到的,因此模拟结果本质上是符合概率统计的,需要对由于有限的抽样步数而导致的统计误差进行仔细地量化考察.统计误差在DSMC方法中占有重要的地位,但是直到今天仍没有被完全研究清楚.尽管前人做了一些研究,但是通常都假设抽样结果是相互独立的,对于获得精确结果所需的最小抽样步数,还没有清晰统一的认识.时间相关性会增加统计误差理论分析的难度,因此在已有的工作中很少被考虑到.使用统计学中的自相关函数以及修正的中心极限定理,可以量化抽样结果中的时间相关性.在考虑抽样结果时间相关性的基础上,研究了DSMC方法中的统计误差,考核算例为一维的Couette流动问题.量化的结果显示,时间相关性对统计误差的影响很大.时间相关性可增大随机变量抽样序列的方差. 展开更多

关键词 DSMC方法 统计误差 时间相关 couette流动

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DSMC方法中的统计噪声分析 被引量：2

17

作者 李志辉 方明 唐少强 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期1-8,共8页

通过对基于颗粒输运随机统计模拟的DSMC方法模拟准则的分析研究,定义了该方法中统计量的噪声、相对统计涨落及置信度。引入概率论中的切比雪夫不等式,利用正态分布平衡流统计理论,推导出DSMC方法模拟流场宏观速度和温度的统计噪声理论公... 通过对基于颗粒输运随机统计模拟的DSMC方法模拟准则的分析研究,定义了该方法中统计量的噪声、相对统计涨落及置信度。引入概率论中的切比雪夫不等式,利用正态分布平衡流统计理论,推导出DSMC方法模拟流场宏观速度和温度的统计噪声理论公式,并以过渡流区平面Couette剪切流和激波结构内流动为算例进行数值模拟验证与理论分析。结果表明,在一定的置信度下,选择适当的模拟参考值,DSMC统计量的噪声除与样本容量(模拟分子数及统计抽样次数)的平方根成反比例外,速度的相对统计涨落还与流场马赫数成反比,而温度的相对统计涨落与流场宏观参数无关。这为控制DSMC模拟结果的相对统计涨落提供了理论指导和计算依据。 展开更多

关键词 DSMC方法 统计噪声 相对统计涨落 couette流动 激波结构

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聚合物稀溶液的微观-宏观确定性模拟 被引量：1

18

作者 刘德峰 欧阳洁 +1 位作者 张红平 赵智峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期582-589,共8页

采用确定性方法数值求解了聚合物稀溶液的微观-宏观模型,其中,宏观尺度上用有限体积法求解守恒方程,介观尺度上用谱方法求解Fokker-Planck方程和聚合物对偏应力张量的贡献,模拟了聚合物稀溶液FENE哑铃模型的平板Couette流动,给出了速度... 采用确定性方法数值求解了聚合物稀溶液的微观-宏观模型,其中,宏观尺度上用有限体积法求解守恒方程,介观尺度上用谱方法求解Fokker-Planck方程和聚合物对偏应力张量的贡献,模拟了聚合物稀溶液FENE哑铃模型的平板Couette流动,给出了速度随时间变化的剖面图,分析了移动平板速度、哑铃的量纲1有限拉伸参数和Deborah数对流动的影响,同时也验证了有限体积法与谱方法结合求解聚合物微观-宏观模型的有效性。 展开更多

关键词 聚合物稀溶液 FOKKER-PLANCK方程 微观-宏观模拟 FENE哑铃 平板couette流动

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流体力学问题基于核重构思想的最小二乘配点法 被引量：1

19

作者 史宝军 袁明武 宋世军 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期17-21,38,共6页

将基于核重构思想的最小二乘配点法应用于流体力学问题,给出了离散二维不可压缩粘性流体非线性偏微分方程的最小二乘配点格式。为了检验该方法的有效性,以二维Stokes问题——Couette流动为典型算例,分别研究了正压与负压两种工况作用下C... 将基于核重构思想的最小二乘配点法应用于流体力学问题,给出了离散二维不可压缩粘性流体非线性偏微分方程的最小二乘配点格式。为了检验该方法的有效性,以二维Stokes问题——Couette流动为典型算例,分别研究了正压与负压两种工况作用下Couette流动的速度分布。数值模拟结果表明,无论离散点是均匀分布还是随机分布,均给出了较准确的数值结果。 展开更多

关键词 流体力学 无网格方法 重构核点法 最小二乘配点法 couette流动

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同轴圆筒流变仪初始瞬态黏度的解析与数值研究 被引量：2

20

作者 徐睿妤 刘刚 +3 位作者 陈雷 滕厚兴 卢兴国 许继凯 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1784-1790,共7页

同轴圆筒流变仪在恒剪速或恒应力测试初始过程中测试黏度远高于真实值的现象与流场非稳态作用等因素有关。测量间隙内的Couette流动研究主要集中在边界条件为恒值或某一具体时间函数下的理论推导,而测量间隙的边界条件实际为某一动边界... 同轴圆筒流变仪在恒剪速或恒应力测试初始过程中测试黏度远高于真实值的现象与流场非稳态作用等因素有关。测量间隙内的Couette流动研究主要集中在边界条件为恒值或某一具体时间函数下的理论推导,而测量间隙的边界条件实际为某一动边界。假设动边界为任意f(t),将同轴圆筒间Newtonian流体初始流变测试过程简化为无限大平板间Couette流动,采用特征函数法和Laplace变换推导应力和剪速边界下流场及表观黏度精确解,同时依据不同间隙尺寸和运动黏度对6种边界条件下的瞬态表观黏度进行数值计算。结果表明:当υ<20 mm^2·s^(-1)时,控制剪速边界下流场及表观黏度平衡时间更短;当20 mm2·s^(-1)<υ<20000 mm2·s^(-1)时,控制应力边界下流场及表观黏度平衡时间更短;当υ>20000 mm^2·s^(-1)时,两类边界条件下的平衡时间相近。 展开更多

关键词 黏度 流体动力学 数值分析 同轴圆筒流变仪 couette流动 动边界函数 特征函数法

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