粘弹性流体

摘要： 文章研究分数阶粘弹性流体的自然对流与传热传质问题.本构关系中引入分数阶双参数Maxwell模型,建立强耦合非线性的边界层控制方程组,并运用有限体积方法和分数阶L1格式进行求解,最后分析分数阶导数参数对数值结果的作用.

摘要： 本文提出了分数阶Maxwell粘弹性流体旋转流动的有限差分隐式格式。在径向方向采用了半移位网格系统,消除了原点的奇异性。分数阶导数参数对速度分量的结果表明,分数阶粘弹性流体保持了松弛反应,并具有剪切增稠的特性。

摘要： 考虑到聚合物的添加会显著改变弯管内的湍流结构,且影响出口直管段流场均匀性的特性,基于直接数值模拟方法分别对魏森贝格数为0和2时的90°弯管内部流动特性进行分析,结果表明,数值模拟得到的弯管内部流速分布与试验测量规律一致,验证了直接数值模拟方法的可靠性,此外,聚合物的添加会促进弯管内迪恩涡的发展,加剧弯管内部的二次流动,使得同一截平面处弯管外侧的最大轴向流速要高于未添加聚合物时的工况;并且聚合物的添加使得迪恩涡逐渐向出口直管段延伸,会降低出口直管段的均匀度。

摘要： 利用鼓泡塔进出口的二氧化碳流量变化值,实验测定了二氧化碳在不同浓度的聚丙烯酰胺PAA水溶液中的化学吸收速率.探讨了液相的流变性和NaOH浓度对化学吸收速率RA的影响,通过RA与物理吸收的液相体积传质系数kLa相结合,进一步得到了强化因子β.结果表明:RA随着PAA质量分数的增大而减小,随着NaOH质量分数的增大而增大.基于双膜理论,与CO2与NaOH的理化性质及其之间的反应动力学,结合文献中物理吸收的黏弹性流体的传质关联式,提出一个半理论模型用来计算CO2的化学吸收速率RA,该模型的预测值与实验值吻合良好.文中的研究结果将有助于深入理解黏弹性流体中伴有化学反应的气液传质过程机理.

摘要： 非牛顿流体在化工、食品、石油及生物工程等许多领域有广泛的应用.人们在非牛顿流体流变特性研究方面已经取得了很大进展,但是对于剪切流动过程中质能传递特性的研究仍然欠缺,多年来一直照搬牛顿流体情况来处理.事实上,在剪切流动中其热、质通过流体微团来输运,非牛顿流体的流变机制不同必然要影响到其质能传递特性的不同.作者基于多年非牛顿流体复杂流动与传热、传质的研究工作,提出非牛顿流体热质输运遵循流变协同机制,应该基于非牛顿流体的流变特性来构建其热质输运本构关系模型.该文以上随体导数Maxwell粘弹性非牛顿流体模型为例,考虑到Maxwell流体的松弛特性,引入Cattaneo-Christov热通量公式,原创性提出基于粘弹性流体流变协同的传热本构方程模型,并推导出基于该本构模型下的粘弹性流体边界层耦合流动与传热问题非线性偏微分方程组.引入适当相似变换及利用同伦分析方法求解得到了问题的近似解,并讨论了相关参数对于流动与传热的影响.

摘要： 为了提高船舶、潜艇的航运性能,降低高速行进过程中的海水阻力,国内外对船舶的水动力特性研究和船型设计投入了大量的精力。粘弹性流体是一种介于粘性流体和弹性固体之间的流体,具有粘性和弹性2种特征,研究粘弹性流体下的船舶水动力特性可以模拟船舶在极端海洋气象条件下的水动力特性,对改善船型设计、提高船舶水动力性能有重要的作用。本文利用计算流体力学CFD技术和数值模拟软件Fluent,完成了船舶在粘弹性流体作用下的水动力仿真,并结合CFD计算软件Open FOAM对船舶在粘弹性流体的动力学特性进行分析,并完成基于Fluent的船舶水动力仿真。

摘要： 针对粘弹性流体的特殊性，分析粘弹性流体的特殊性对油藏工程、地面工程以及采油工程的影响，并介绍了消除影响的措施，以期对相关学者的研究有所帮助。

摘要： 一种完全不依赖于网格的光滑粒子动力学(SPH)方法,已广泛应用于粘弹性流体自由面问题的模拟,但将其对推广到三维粘弹性流动问题的求解还鲜见.该文在通过探讨SPH方法应用于三维流动问题研究现状的基础上,分析其在三维问题模拟中的缺点及产生原因,并给出了提高精度、抑制压力震荡和基于MPI并行技术提高计算效率的方案.

摘要： 本文在前人的研究工作上,以圆柱绕流为研究对象,通过商用计算软件FLUENT采用UDF进行二次开发,先建立物理模型,对二维圆柱绕流周围的流场进行计算,然后再对声场进行计算.首先对二维粘弹性流体圆柱绕流的流场进行了计算,对比了相关文献的仿真结果,检验了本文数值模拟方法在处理圆柱绕流的合理性与稳定性.接着对二维粘弹性流体圆柱绕流进行数值模拟,分别对近场声场信息和远场声场信息求解,研究了不同聚合物的分子链长度、魏森贝格数对圆柱绕流流动噪声的影响,并与牛顿流体的噪声结果进行对比分析,结果表明聚合物添加都可以起到抑制流动噪声的效果,而且聚合物的分子链长度越大,抑制的效果更明显;魏森贝格数越大,抑制的效果也更明显.

摘要： 基于混合(Mixed)拟序结构(Coherent structures)和时间近似解卷积(Temporal approximatedeconvolution)的思想,本文提出一种针对粘弹性流体的新型大涡数值模拟亚格子模型,简称MCT.选用粘弹性流体槽道湍流作为验证MCT正确性的研究对象,且将MCT模拟结果与直接数值模拟的相应结果进行比较,说明该亚格子模拟MCT的正确性.从平均速度、摩擦因子、减阻率、雷诺剪切应力、变形场的分布可以看出,MCT的结果与直接数值模拟结果符合较好,说明MCT适用于模拟研究粘弹性流体减阻流动.

摘要： 采用直接数值模拟方法，对粘弹性流体基纳米流体湍流在稳定加热的平板槽道区域中进行计算。假设流体为单相，利用实验数据拟合得到的公式计算流体的流变学参数，粘弹性流体网状结构和溶剂的相互作用采用Giesekus模型实现。假设温度为被动标量，对速度场无影响。计算得到速度场和温度场分布，湍流脉动强度，流向湍流热流，法向湍流热流，减阻率和努谢尔数，结果显示粘弹性纳米流体具有湍流减阻效果，且与粘弹性流体基液相比，增强了换热效果。

摘要： 为了获得一种既具有纳米流体的高导热系数又具有粘弹性流体的减阻性能的流体，我们以CTAC/NaSal水溶液为基液、多壁碳纳米管（MWCNTs）为纳米粒子配置了粘弹性流体基纳米流体。之后利用瞬态热线法研究了纳米流体导热系数与基液导热系数、纳米粒子体积分数、温度、MWCNT尺寸等因素的关系。研究结果表明，与基液相比，粘弹性流体基纳米流体的导热系数有明显升高，且随着粒子体积分数与温度的升高而升高。例如，1000pppm（ppm：一百万分之一）CTAC/NaSal溶液基纳米流体在体积分数1.6vol%和3.5vol%比原基液导热系数分别增大16.9%和30.6%。另外，本论文也研究了粘弹性流体基纳米流体的表面张力值与导热系数的关系。

摘要： 成功建立了纳米流体流动阻力和换热性能测试实验台，在45°C的流体温度下，对不同铜粒子体积分数和基液浓度的纳米流体在湍流状态下的对流换热能力和流动阻力进行了实验测量。实验结果表明，在粘弹性流体基液中添加纳米粒子在降低对应基液减阻率的同时能明显增强传热性能。例如，将1.0vol%铜纳米粒子添加到600ppm基液中所形成的粘弹性流体基纳米流体其综合性能指数K=0.47，表现了很好的传热强化和减阻性能。

摘要： 本文使用修正的Darcy-Brinkman-Oldroyd 模型，对于充满粘弹性流体的平板多孔介质层中的热稳定性进行了线性化分析。使用Chebyshev-tau-QZ算法对该问题进行了数值计算，得到了多孔介质参数，毕奥数，松弛时间和弛豫时间对于粘弹性流体热稳定性转换和振荡对流的影响。

摘要： 采用线性稳定性分析,研究了旋转对多孔介质中粘弹性流体自然对流稳定性的影响.利用修正的达西定律来刻画粘弹性流体在多孔介质中的旋转流动.引入无量纲松弛时间λ和迟滞时间ε来表征流体的粘弹性;引入泰勒数Ta来表征旋转的影响.结果显示在静态对流情形下,cR和粘弹性无关,并且随着Ta数的增大而增加;在超稳态对流情形下,cR亦随着Ta数的增大而增加,松弛时间起促进对流产生的作用,而迟滞时间起抑制对流产生的作用。

摘要： 本文讨论了加速平板引起的粘弹性不可压缩流体的流动问题.建立了新型分数阶本构模型,结合不可压缩流体动量方程,利用黎曼-刘维尔分数阶导数的拉普拉斯变换方法,得到了流体速度和剪切力的解析解.

摘要： 本文主要研究了广义非稳态Maxwell流体在管内流动问题。粘弹性流体是非牛顿流体的一类,剪切应力与速度梯度不满足牛顿内摩擦定律。从流体受力平衡出发,在本构方程中,引入分数阶时间微分算子代替整数维,获得粘弹性流体分数维流动本构方程。rn 本文是对广义非稳态Maxwell流体分数维模型解析解的讨论。当t=0时,流体静止在两个无限长的圆筒壁之间,半径分别为R1和R2(>R1).在t=0+时刻,圆筒内壁在θ-轴向上以余弦速度u(R1,t)=U cos(ωt)开始震荡,流体开始流动。由于内壁的运动,本构方程中考虑了在θ-轴向上流体受到关于时间独立的震荡压力梯度(θ)P/(θ)θ=-ρPcos(ωt)的影响。对于模型速度场及剪切力解析解的求解,文中分别应用了分数维Laplace变换、有限Hankel变换及其逆变换,并通过广义G函数描述出来。对所得解析解的相应参数取极限能够退化得到普通Maxwell流体以及经典牛顿流体的对应表达形式。最后,通过图像分析讨论了多种参数(松弛时间、旋转角速度、分数维参数等)对流动的影响。

摘要： 本文将直接数值模拟(DNS)方法和本征正交分解(POD)技术结合起来研究不同弹性减阻流体流动的平均特性和脉动特征结构,提取了速度和附加变形(与减阻剂带来的附加应力有关)的脉动特征结构,对含不同能量的典型湍流结构和附加变形结构进行了分析。结果显示减阻剂主要对大尺度含能结构产生作用,使得大尺度结构的能量比重增大,小尺度结构的能量比重减小,使减阻流动比牛顿流体流动表现出更强的各向异性。随着流体弹性的增强,减阻流体的主流脉动大尺度结构在流向伸长,在壁面方向梯度减小,交替出现了一系列顺时针和反时针流向大涡,流动的有序性得以增强;脉动流线由无规则缠绕逐渐变为沿流向和垂向的大尺度旋转和沿展向的对称分布;脉动涡结构增大,在流向被拉长,在垂向移向槽道内部,在展向被拉宽;脉动变形结构由壁面向流动区域内部不断迁移整合。这些说明减阻流体弹性的增强和减阻率的提高与大尺度螺旋运动和内部附加变形网络结构的增大有关,此时脉动结构分布更加有序,能量缓冲作用更大。

摘要： 本发明提供了一种用于提高致密储层原油采收率的粘弹性纳米磁流体及其制备方法，该粘弹性纳米磁流体是以经表面修饰剂修饰的Fe3O4颗粒为纳米磁性颗粒，粘弹性表面活性剂溶液为载液组成的；所述的经表面修饰剂修饰的Fe3O4颗粒的质量浓度为0.5～10wt.％；所述的粘弹性表面活性剂溶液是由阴离子表面活性剂与反离子剂溶于水中配制而成。本发明还提供上述粘弹性纳米磁流体的制备方法。本发明的纳米磁流体具有粘弹性，稳定性较好，粒径分布较窄，磁性颗粒强亲油、强磁响应，制备原料低廉，制备工艺简易，适于工业化生产，可用于致密储层原油开采领域，可以提高原油开采效率。

摘要： 根据一个或多个实施例，本公开描述了一种用于地层的粘弹性表面活性剂流体，其包含：盐水溶液；至少一种具有250,000g/mol至40,000,000g/mol的重均分子量(Mw)的聚丙烯酰胺粘度改性剂；以及根据式(I)的粘弹性表面活性剂：其中R1为具有17至29个碳原子的饱和或不饱和烃基团，R2和R3各自独立地选自具有1至6个碳原子的直链或支链烷基或羟烷基；R4选自H、羟基、具有1至4个碳原子的烷基或羟烷基；k为2至20的整数；m为1至20的整数；并且n为0至20的整数。

摘要： 水溶性未交联的多糖可以是流体损失控制剂，其用于在烃采收作业中增产(例如压裂)或者完井所用的粘弹性表面活性剂(VES)流体。如果该VES流体预期用作压裂流体或者砂砾充填流体，则该VES流体可以进一步包含支撑剂或者砂砾，尽管这些用途不需要该流体包含支撑剂或者砂砾。该水溶性未交联的多糖流体损失控制剂可以包括但不限于瓜尔胶和其衍生物；纤维素和其衍生物；藻酸丙二醇酯；ι、κ和λ角叉菜胶的盐(例如钠、钾和钙盐)；琼脂；黄原胶等；和/或其混合物。该流体损失控制剂可以在VES加入之前和/或在VES加入的同时和/或之后，加入到该含水粘弹性处理流体中。

摘要： 本发明涉及一种应用于含硬质基底粘弹性薄板的粘弹性测量方法及粘弹性测量系统，该方法包括：利用不同频率的外部激励在待测材料中激励出导波；利用预设成像方法记录导波的传播信息，确定近距范围及获得平均测量距离；根据近距范围内导波的传播信息，计算出近距区域内波速与频率的关系，以给出频散曲线；根据频散曲线和测量范围确定临界频率，并根据表面波模型拟合计算出待测材料的粘弹性。本发明应用于含硬质基底粘弹性薄板的粘弹性测量方法，利用近距区域内的粘弹性表面波模型，获得薄板的粘弹性。相比于兰姆波法，降低了对测量频率的要求；又因为表面波模型的简单，降低了对测量数据后处理的要求。

摘要： 本发明属于油气和地热资源地震勘探领域，涉及一种复杂地质构造的粘弹性介质建模方法，实现了复杂含流体粘弹性地层模型的建模和依赖频率的地震响应数值模拟方法。通过将岩石物理建模与地震波场模拟方法相结合，建立了适用性更好的岩石物理建模方法以及地震波场数值模拟方法，从而能够得到准确反映复杂含流体粘弹性地层的地震波场频散和衰减信息的数值模拟结果。本发明的方法可直观有效地确定复杂含流体粘弹性介质对地震波场响应的影响规律，更好地为油气和地热资源地球物理勘探提供支持。

摘要： 本发明属于颗粒分离领域，公开了一种用于粘弹性流体中颗粒高效分离的微流控装置，包括盖片层和盖片层底端上设置的载片；盖片层的底端端面上开设盲道，盲道包括依次连通的加液区、微纳米颗粒富集通道、第一扩张区以及第二扩张区，第二扩张区远离第一扩张区的一端上设置若干微纳米颗粒收集区；盖片层的底端端面上还设置结构体，结构体一端位于第一扩张区的内部，另一端位于第二扩张区内部，结构体的表面与载片的表面连接；所述盖片层上开设与加液区以及若干微纳米颗粒收集区分别连通的若干通孔。具有通道长度短、分离效率高、无污染、操作方便、结构简单、成本低、便于携带、易于集成等优点，有效地解决了通道长度长、分离效率低的问题。

摘要： 本发明是用于收集喷雾中应变硬化粘弹性流体的液滴的方法和系统。一种气溶胶产生系统可以包含：一对反向旋转辊，所述对反向旋转辊配置为彼此相邻定位并且在彼此之间限定出辊隙；流体源，所述流体源配置为将流体提供到所述辊隙；驱动元件，所述驱动元件配置为驱动所述对反向旋转辊相对于彼此反向旋转并且使得所述流体通过所述辊隙被抽取；以及收集壳体，所述收集壳体配置为大体上绕着所述对反向旋转辊定位，所述收集壳体具有喷嘴，所述喷嘴配置为允许所述流体从所述辊隙穿过。

摘要： 本发明提供了一种磁性颗粒的长时间的分散稳定性优异、在施加磁场的条件下的屈服应力的最大变化量大的磁粘弹性流体。本发明还提供了一种长时间的稳定驱动以及机构可靠性优异的装置。上述磁粘弹性流体包含磁性颗粒、树脂颗粒及分散介质，上述磁性颗粒的质量相对于上述磁粘弹性流体的合计质量的比例为35～95质量％，上述树脂颗粒的质量相对于上述磁粘弹性流体的合计质量的比例为0.3～20质量％，上述树脂颗粒的平均粒径为20～1500nm。上述装置使用了上述磁粘弹性流体。

摘要： 粘弹性流体基铜纳米流体的制备方法，它涉及一种纳米流体的制备方法。本发明为了解决现有的纳米流体体系中由于固体颗粒的加入，使得流体在流动过程的阻力增大的技术问题。制备方法如下：将十六烷基三甲基氯化铵加入蒸馏水中搅拌至完全溶解，静置，加入纳米铜粉，超声振荡，然后加入水杨酸钠，搅拌，得到粘弹性流体基铜纳米流体。本发明制备的粘弹性流体基铜纳米流体可以应用的实际系统管径为0.5cm～50cm，流动的雷诺数范围为5000～80000。本发明的粘弹性流体基铜纳米流体能克服粘弹性流体的传热恶化和纳米流体的流动增阻的缺点，达到在流动传热系统中实现流动阻力减少和传热强化的效果。本发明属于纳米流体的制备领域。

摘要： 本发明涉及微尺度强化换热技术领域，为提出在简单结构的微通道热沉中，利用粘弹性流体脉动流谐振效应实现强化传热的技术及其相应实验装置。该技术及实验装置搭建成本低廉，热沉结构简单加工方便，并且强化传热效果显著。为此，本发明，利用粘弹性流体脉动流谐振效应微尺度强化传热装置,包括铜基微通道热沉、溢流槽、支撑板、电控导轨、控制电机、筒形加热器、交流电源、夹持装置、压差传感器、面包板、小型升降台、电子天平、数据采集器，热电偶、第一贮液池、第二贮液池、第三贮液池、小型泵、工作台、细小软管和保温基底。本发明主要应用于微尺度强化换热场合。