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牛頓流體圓管內非穩態Poiseuille流動特性

作者: 陳雷 [1] 湯苑楠 [2] 劉剛 [1] 盧興國 [1]

關鍵詞: 流變學 非穩態Poiseuille流動 數值模型 邊界條件 無量綱黏度 無量綱時間

摘要:Poiseuille流動初始階段存在速度發展的非穩態過程,會對測試結果造成偏差.為分析非穩態Poiseuille流動過程對測量黏度造成的偏差,以不可壓縮牛頓流體為例,進行恒流量邊界與非定常流量邊界下的非穩態Poiseuille流動過程研究.以無量綱黏度和無量綱時間表征非穩態過程,建立數值模型,計算給出恒平均速度邊界、從0線性增加平均速度邊界和恒壓力邊界條件下無量綱黏度數值的變化規律.結果表明:非穩態過程中無量綱黏度數值隨時間逐漸減小并最終趨于1,且不同邊界條件下流動達到穩定對應的無量綱時間為定值.當邊界類型確定時,非穩態過程的無量綱黏度數值可視為僅與無量綱時間有關的函數;對于不同類型邊界條件,從0線性增加的平均速度邊界、恒壓力邊界、恒平均速度邊界條件對應的非穩態過程逐漸縮短.


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