黏弹性纳米流体在垂直板上的自然对流与传热分析

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作者 许晓勤 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期599-604,共6页

基于分数阶Maxwell模型和分数阶Fourier定律构建黏弹性纳米流体在垂直板上的非定常二维边界层自然对流与传热控制方程,利用有限差分和L1算法获得数值稳定解,对不同物理参数下的速度、温度、平均表面摩擦系数和平均Nusselt数的变化趋势... 基于分数阶Maxwell模型和分数阶Fourier定律构建黏弹性纳米流体在垂直板上的非定常二维边界层自然对流与传热控制方程,利用有限差分和L1算法获得数值稳定解,对不同物理参数下的速度、温度、平均表面摩擦系数和平均Nusselt数的变化趋势进行图形化分析。结果显示,速度和温度边界层均表现出短暂记忆和延迟特性;速度分数导数参数削弱了自然对流,而速度松弛时间的影响却相反;温度分数导数参数削弱了自然对流和热传导,而温度松弛时间的影响却相反。 展开更多

关键词 分数阶Maxwell模型 分数阶Fourier定律 黏弹性纳米流体 自然对流 垂直板 有限差分法

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黏弹流体在串联收缩-扩张毛管束中流动的有效黏度 被引量：3

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作者 郑晓松 崔海清 +2 位作者 刘喜林 王克亮 王中华 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2003年第3期23-26,共4页

将多孔介质视为串联的收缩 -扩张毛管束模型 ,针对黏弹流体在这种模型中的剪切和拉伸流动 ,在流动总压降等于剪切压降和拉伸压降之和的假设下 ,用微元分析方法 ,建立了黏弹流体在串联的收缩 -扩张毛管束模型中的有效黏度公式 ;根据HPAM... 将多孔介质视为串联的收缩 -扩张毛管束模型 ,针对黏弹流体在这种模型中的剪切和拉伸流动 ,在流动总压降等于剪切压降和拉伸压降之和的假设下 ,用微元分析方法 ,建立了黏弹流体在串联的收缩 -扩张毛管束模型中的有效黏度公式 ;根据HPAM水溶液在人造岩心中流动的实验数据 ,计算了HPAM水溶液在人造岩心中的有效黏度 .结果表明 展开更多

关键词 黏弹流体 收缩—扩张 毛管束 有效黏度 多孔介质 油气田

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黏弹性流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的平均流量计算 被引量：2

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作者 李楠 宋兴良 张小宁 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2009年第2期44-47,124,共4页

给出黏弹性流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的控制方程、平均流量计算公式以及数值计算方法;利用视为黏弹性流体的质量分数为0.125%的HPAM水溶液,对其在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的平均流量进行数值计算和... 给出黏弹性流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的控制方程、平均流量计算公式以及数值计算方法;利用视为黏弹性流体的质量分数为0.125%的HPAM水溶液,对其在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的平均流量进行数值计算和实验.结果表明,环空偏心度对平均流量影响较大,内管冲程和冲次对平均流量的影响不大;数值计算得到的平均流量与实验测得的平均流量吻合较好,可以认为所给控制方程、平均流量公式以及数值计算方法正确. 展开更多

关键词 黏弹性流体 偏心环空 轴向往复运动 非定常流 平均流量计算

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黏弹性流体环空内脉动层流流动的理论解析 被引量：1

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作者 黄善波 李兆敏 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期94-98,103,共6页

结合运动方程和本构方程,建立同心环空内上随体Maxwell型黏弹性流体在周期性压力梯度作用下脉动层流流动的数学模型,采用固有函数法对模型进行理论求解,得到环空内的速度分布,并讨论各种因素对环空内速度分布的影响。结果表明:受周期性... 结合运动方程和本构方程,建立同心环空内上随体Maxwell型黏弹性流体在周期性压力梯度作用下脉动层流流动的数学模型,采用固有函数法对模型进行理论求解,得到环空内的速度分布,并讨论各种因素对环空内速度分布的影响。结果表明:受周期性压力梯度作用的影响,环空内的速度随时间呈周期性变化;流体的弹性作用使环空内的速度剖面具有显著区别于牛顿流体的特征。 展开更多

关键词 脉动流 黏弹性流体 MAXWELL流体 环空 周期性压力梯度

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十字型通道内黏弹性撞击流混合机理研究

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作者 徐旭东 张巍 +2 位作者 李伟锋 刘海峰 王辅臣 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期360-367,共8页

采用激光诱导荧光(PLIF)技术对十字型通道中黏弹性流体(聚环氧乙烷溶液)进行可视化研究,重点考察了雷诺数(Re)、聚合物溶液质量分数(w)和通道尺度对流体流动模式、振荡特性以及混合效果的影响。结果表明,对于牛顿流体(水),随着雷诺数增... 采用激光诱导荧光(PLIF)技术对十字型通道中黏弹性流体(聚环氧乙烷溶液)进行可视化研究,重点考察了雷诺数(Re)、聚合物溶液质量分数(w)和通道尺度对流体流动模式、振荡特性以及混合效果的影响。结果表明,对于牛顿流体(水),随着雷诺数增加(20<Re<500),500μm、6 mm和1 cm的十字型通道内均依次呈现分离流、稳态吞噬流、涡脱落振荡以及非稳态吞噬流;而对于黏弹性流体,随着聚合物溶液质量分数增加(0.01%≤w≤0.30%),流体弹性效应增强,在低聚合物溶液质量分数下微通道内出现了惯性弹性非稳态振荡,导致混合增强,而在较高质量分数下出现了弹性主导的非稳态振荡,弹性非稳态振荡在维森贝格数和雷诺数较低时具有周期性特征,随着维森贝格数和雷诺数增大,振荡周期减小且趋于不规则。对于6 mm和1 cm十字型通道,随着聚合物溶液质量分数的增加,涡脱落振荡和非稳态吞噬流的临界雷诺数增大,在较高聚合物溶液质量分数下非稳态吞噬流消失。 展开更多

关键词 十字型通道 撞击流 黏弹性流体 混合机理 激光诱导荧光技术

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非等温黏弹性复杂流动的改进SPH方法模拟

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作者 许晓阳 赵雨婷 +1 位作者 李家宇 余鹏 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1099-1112,共14页

非等温黏弹性流体广泛存在于自然界和工业生产中,准确预测黏弹性流体的非等温流动机理和复杂流变特性有着重要的应用价值.文章提出一种改进的光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法对非等温黏弹性复杂流动进行... 非等温黏弹性流体广泛存在于自然界和工业生产中,准确预测黏弹性流体的非等温流动机理和复杂流变特性有着重要的应用价值.文章提出一种改进的光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法对非等温黏弹性复杂流动进行了数值模拟,其中流体的黏弹特性通过eXtended Pom-Pom本构模型来表征.为了提高模拟结果的精度,采用了一种核函数梯度的修正算法;为了灵活地施加边界条件,发展了边界粒子和虚拟粒子相联合的边界处理方法;为了消除流动过程中的拉伸不稳定性,施加了粒子迁移技术.运用改进SPH方法数值模拟了液滴撞击固壁和F型腔注塑成型问题,通过与Basilisk软件得到的结果进行比较验证了改进SPH方法求解非等温黏弹性流体的有效性.通过利用不同粒子初始间距进行计算,评价了改进SPH方法的数值收敛性.研究了非等温流动相较于等温流动的不同流动特征,深入分析了不同热流变参数对流动过程的影响.数值结果表明,文章提出的改进SPH方法可稳定、准确地描述非等温黏弹性复杂流动的传热机理、复杂流变特性和自由面变化特性. 展开更多

关键词 光滑粒子流体动力学 非等温流动 黏弹性流体 传热机理 复杂流变特性

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基于SPH方法的瞬态非等温黏弹性Couette流的数值模拟

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作者 许晓阳 赵雨婷 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第6期654-665,共12页

基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)方法对瞬态非等温黏弹性流动问题进行了数值模拟.首先,模拟了等温情况下基于Oldroyd-B模型的黏弹性Couette流动;随后,将其扩展到非等温情况下进行模拟,其中选用Reynolds... 基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)方法对瞬态非等温黏弹性流动问题进行了数值模拟.首先,模拟了等温情况下基于Oldroyd-B模型的黏弹性Couette流动;随后,将其扩展到非等温情况下进行模拟,其中选用Reynolds指数模型来评估黏度和松弛时间的温度依赖.通过与有限体积方法解的比较和对数值收敛性的评价,验证了SPH方法模拟非等温黏弹性流动问题的准确性和有效性.讨论了非等温流动相较于等温流动的不同流动特征,分析了温度依赖系数、Péclet数等对黏弹性流动过程的影响.数值结果表明,SPH方法可准确有效地模拟非等温黏弹性流动问题. 展开更多

关键词 光滑粒子流体动力学 非等温 黏弹性 Oldroyd-B模型 COUETTE流

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Maxwell流体管内起动流的研究 　 被引量：3

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作者 朱克勤 路英杰 +1 位作者 沈平平 王家禄 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期218-223,共6页

对Maxwell流体管内起动流的振荡特性进行研究,得到了描述振荡特性的解析解,研究了黏弹性参数对各时刻速度剖面的影响,获得了轴心速度、平均速度和壁面摩擦力随时间的变化规律以及它们的频率特征.结果表明振荡的基频成分决定了流动的主... 对Maxwell流体管内起动流的振荡特性进行研究,得到了描述振荡特性的解析解,研究了黏弹性参数对各时刻速度剖面的影响,获得了轴心速度、平均速度和壁面摩擦力随时间的变化规律以及它们的频率特征.结果表明振荡的基频成分决定了流动的主要特性,给出并分析了基频频率与振幅和黏弹性参数之间的关系. 展开更多

关键词 黏弹性流体 MAXWELL流体 管内起动流 非定常流

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上随体流体驻点附近滑移流动的同伦解析解 被引量：1

9

作者 朱婧 郑连存 张欣欣 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期39-44,共6页

从理论上研究了上随体Maxwell流体在滑移流区的动量传输问题.通过一系列相似变换把控制方程组转化为常微分方程组,利用同伦分析法首次求得了问题的近似解析解.获得的同伦解析解与文献中的数值解吻合较好.利用同伦解分析讨论了滑移参数... 从理论上研究了上随体Maxwell流体在滑移流区的动量传输问题.通过一系列相似变换把控制方程组转化为常微分方程组,利用同伦分析法首次求得了问题的近似解析解.获得的同伦解析解与文献中的数值解吻合较好.利用同伦解分析讨论了滑移参数、磁场强度、速度比例参数、吸入喷住参数和流体黏弹性参数对流动的影响. 展开更多

关键词 上随体MAXWELL流体 同伦分析法 近似解析解 滑移流 黏弹性

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耐盐性PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂流变性 被引量：2

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作者 秦文龙 李璐 +2 位作者 李国庆 李晗晰 秦国伟 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期137-145,共9页

采用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物接枝纳米Fe_(3)O_(4)合成了一种PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂,并利用动态流变仪研究了PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂的剪切稀释性,分析了纳米Fe_(3)O_(4)、盐含量及剪切作用对... 采用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物接枝纳米Fe_(3)O_(4)合成了一种PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂,并利用动态流变仪研究了PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂的剪切稀释性,分析了纳米Fe_(3)O_(4)、盐含量及剪切作用对其流变行为的影响规律。结果表明:PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂的粒径为100~500 nm、黏均分子质量为4.99×10^(6)g/mol;在30℃下,剪切速率大于0.3 s^(-1)时PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂表现出显著的剪切稀释特征,该减阻剂具有更复杂的微观结构,其超临界质量分数为0.035%,相比空白聚合物表现出更优良的增黏性能和黏弹性;由于AMPS含有耐温耐盐基团,在NaCl和CaCl2质量分数分别为10%和5%的条件下,PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂黏度保留率分别为69%和53%,表现出了较强的耐盐性;同时,该减阻剂在剪切速率1000 s^(-1)条件下剪切3600、7200 s后的黏度回复率分别为100%和94%,表现出良好的耐剪切性。 展开更多

关键词 减阻剂 聚丙烯酰胺 纳米Fe_(3)O_(4) 黏弹性流体 耐盐性 耐剪切性 流变行为

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液固界面滑移研究进展 被引量：1

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作者 郑旭 李战华 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期80-88,共9页

滑移边界条件是流体力学研究中一个悠久而重要的科学问题,在微纳流控研究中备受关注。近年来,对简单流体(如水)在光滑液固界面的滑移长度的量级逐渐取得共识,而对复杂流体在液固界面的滑移研究方兴未艾。本文综述了从简单流体扩展至复... 滑移边界条件是流体力学研究中一个悠久而重要的科学问题,在微纳流控研究中备受关注。近年来,对简单流体(如水)在光滑液固界面的滑移长度的量级逐渐取得共识,而对复杂流体在液固界面的滑移研究方兴未艾。本文综述了从简单流体扩展至复杂流体的研究过程中,滑移实验研究的新的测量结果以及理论描述方法。重点介绍了近期Charlaix教授课题组采用表面力仪测量高分子电解液的滑移结果,以从介观角度理解复杂流体在液固界面的滑移及其影响因素。 展开更多

关键词 滑移 液固界面 复杂流体 微纳流控 表面力仪 黏弹性

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油基钻井液用乳化剂油/水界面吸附及对乳液结构的影响 被引量：12

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作者 刘雪婧 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期587-592,共5页

在油基钻井液中,乳化剂在油/水界面的吸附行为对乳化稳定性及乳化机理影响极大。利用界面扩张流变技术研究了油基钻井液用主乳化剂PF-BIOEMUL与油基钻井液用辅乳化剂PF-BIOCOAT对油/水动态界面张力及界面黏弹性的影响,并考察了PF-BIOEMU... 在油基钻井液中,乳化剂在油/水界面的吸附行为对乳化稳定性及乳化机理影响极大。利用界面扩张流变技术研究了油基钻井液用主乳化剂PF-BIOEMUL与油基钻井液用辅乳化剂PF-BIOCOAT对油/水动态界面张力及界面黏弹性的影响,并考察了PF-BIOEMUL与PF-BIOCOAT配制乳液的微观流变性。研究表明,PF-BIOEMUL的主要功能是提供弹性模量,提高油/水界面膜强度高,最佳加量为2.0%。PF-BIOCOAT的主要功能是提供黏性模量,降低油/水界面张力,最佳用量为1.5%。PF-BIOEMUL和PF-BIOCOAT可以同时吸附到油/水界面上,保证了乳化体系既具有较低的油/水界面张力,又有较好的界面膜稳定性,所形成的乳液具有三维网状结构,稳定性良好。这些研究为油基钻井液体系稳定性研究提供了理论基础。图11参21。 展开更多

关键词 界面黏弹性 界面张力 扩张模量 弹性模量 黏性模量 微观流变

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非均相复合驱油体系界面性质的影响因素 被引量：1

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作者 姜祖明 陈晓彦 +1 位作者 元福卿 曹小朋 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期97-102,共6页

针对聚驱后油藏特点研发了黏弹性颗粒驱油剂(B-PPG)。文中研究了黏弹性颗粒驱油剂溶液与煤油间的界面张力和扩张流变性质,考察了盐度、二价离子和温度对体系界面张力及扩张流变参数的影响。结果表明,高浓度时,B-PPG通过烷基链的疏水作... 针对聚驱后油藏特点研发了黏弹性颗粒驱油剂(B-PPG)。文中研究了黏弹性颗粒驱油剂溶液与煤油间的界面张力和扩张流变性质,考察了盐度、二价离子和温度对体系界面张力及扩张流变参数的影响。结果表明,高浓度时,B-PPG通过烷基链的疏水作用形成了二维网络结构,提升了界面膜的强度,临界缔合浓度为1000mg/L。NaCl压缩双电层,增大了B-PPG分子的界面吸附量,界面张力显著降低;同时,由于分子间静电相互作用减弱,扩张弹性急剧降低,而扩散交换的加快导致扩张黏性降低。二价阳离子的加入,造成界面分子排列的紧密程度有所降低,界面张力略有升高。二价阳离子还可以增强B-PPG形成的聚集体结构,导致扩张弹性略有增大。升高温度,加速了B-PPG分子的热运动,扩散交换过程变快,界面膜强度降低。 展开更多

关键词 黏弹性颗粒驱油剂 盐度 二价离子 温度 界面张力 扩张流变容

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