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题名副螺棱周期性扰动对单螺杆挤出机流体混沌混合的影响
被引量：1
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作者
刘俭
朱向哲
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机构
辽宁石油化工大学机械工程学院
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期60-66,253,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(51473073
50903042)
+1 种基金
辽宁省自然科学基金项目(2015020142)
辽宁省高校创新人才支持计划项目(LR2016030)
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文摘
从拉格朗日拟序结构的新视角,对扰动副棱单螺杆挤出机螺槽展开结构混沌流场的流体输运机理进行研究。采用有限元法,利用网格叠加技术,计算了扰动副棱单螺杆挤出机螺槽展开结构流体的二维流场分布,采用4阶Runge-Kutta法追踪了挤出机内流体粒子的演变过程,并与可视化实验结果进行了比较,验证了数值模拟的可靠性。在此基础上,利用有限时间李雅普诺夫指数(FTLE)、拉格朗日拟序结构(LCS)、Poincaré截面等研究了扰动副棱单螺杆挤出机内流体的混沌混合特性;分析了副螺棱宽度和高度等参数对混沌流场流型结构的影响。研究结果表明:带副螺棱的单螺杆挤出机流场中同宿点引发了混沌混合;副螺棱的高度是控制混沌流场的重要参数之一,增加副螺棱高度可以在一定程度上增大"扭结"的作用尺度,增加流体的拉伸和折叠作用,减小规则区的面积,有效提高设备的混合效率。
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关键词
扰动副棱单螺杆挤出机
混沌混合
有限时间李雅普诺夫指数
拉格朗日拟序结构
POINCARÉ截面
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Keywords
single screw extruder with perturbation baffle
chaotic mixing
finite-time Lyapunov exponent
Lagrangian coherent structure
Poincaré section
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分类号
TQ315
[化学工程—高聚物工业]
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