幂律非牛顿流体流动的有限体积算法

摘要

本文以幂律非牛顿流体为研究对象,针对其表观粘度随剪切速率变化、计算过程中具有区别于牛顿流体的特殊困难,提出采用有限体积法实施其流动计算,对其中应力计算时可能出现的"零障碍"和"无限大障碍"奇点问题采用限定表观粘度数值变化范围的方法防止迭代计算过程中除零和除无穷的问题,给出了完整的计算方法.文中重点研究了幂律流体在圆管和突扩圆管中的层流流动.结果表明,幂律流体的流动指数对圆管和突扩圆管中的层流流动有着重要的影响.通过与解析值和实验值的比较,验证了本文计算方法的有效性.