【预售】(按需印刷POD版)黏弹性流体动力学

图书信息

作者：蔡伟华等著著

出版社：科学出版社

定价：128.00

ISBN：9787030497987

出版时间：2016-08-01

分类：图书,行业职业,自然科学,光学

商品介绍

目录

序

前言

第1章牛顿流体动力学简介

1.1牛顿流体流动控制方程

1.2各向同性湍流

1.2.1相关函数

1.2.2湍谱分析

1.2.3各向同性湍流动力学方程

1.2.4各向同性湍流中的特征尺度

1.2.5Kolmogorov局部各向同性湍流及其性质

1.3壁湍流

1.3.1简单壁湍流的基本特性

1.3.2壁湍流中的拟序结构

1.3.3湍流猝发与壁面阻力的形成

参考文献

第2章黏弹性流体及本构方程

2.1黏弹性流体基础

2.1.1非牛顿流体的种类

2.1.2高聚物和表面活性剂

2.2黏弹性流体的流变学特性及测量

2.2.1流变学特性

2.2.2流变学参数的测量方法及结果

2.3黏弹性流体本构方程

2.3.1广义牛顿流体模型

2.3.2线性黏弹性流体模型

2.3.3非线性黏弹性流体模型

2.4黏弹性流体独特的流动特性

2.4.1法向应力差非零

2.4.2其他弹性效应

2.4.3剪切稀变

2.4.4二次流动

2.4.5各向异性

2.4.6弹性不稳定及弹性湍流

2.4.7湍流减阻

参考文献

第3章黏弹性流体高雷诺数湍流减阻流动

3.1黏弹性流体湍流减阻流动基本概念

3.2黏弹性流体湍流减阻影响因素

3.2.1从减阻剂分子结构角度分析影响湍流减阻的因素

3.2.2影响湍流减阻的其他因素

3.3黏弹性流体湍流减阻流动的统计特性

3.3.1基于LDV的减阻流动实验系统

3.3.2流向平均速度分布

3.3.3速度脉动强度分布

3.3.4速度脉动量相关性分析

3.3.5速度脉动量能谱分析

3.4黏弹性流体湍流减阻流动的结构特性

3.4.1基于PIV的减阻流动实验系统

3.4.2二维湍涡的识别方法旋转强度法

3.4.3x—y平面内湍涡分布特性

3.4.4y—z平面内湍涡分布特性

3.4.5x—z平面内湍涡分布特性

3.5黏弹性流体湍流减阻机理

3.5.1从微观结构角度对表面活性剂溶液湍流减阻机理的解释

3.5.2从湍流物理角度对黏弹性流体湍流减阻机理的解释

参考文献

第4章黏弹性流体流动的弹性不稳定性

4.1弹性不稳定性介绍

4.1.1弹性不稳定性概述

1.1.2黏弹性流体弹性不稳定性研究协程

4.1.3弹性诱发的湍流运动

4.2弹性不稳定性诱发机理

4.2.1作用力平衡机理

4.2.2环向应力作用机理

4.2.3“发电机效应”机理

4.3弹性不稳定流动特性

4.3.1极低Re数对称破缺

4.3.2剪切带状流动

4.3.3热耗散弹性不稳定性

4.3.4弹性不稳定性促进强化混合

参考文献

第5章黏弹性流体弹性湍流

5.1弹性湍流概述

5.2弹性湍流的研究方法

5.3弹性湍流的统计特性

5.3.1流动阻力特征

5.3.2弹性湍流的多尺度特性

5.3.3弹性湍流的标度律与间歇性

5.4弹性湍流的结构特征

5.4.1平行平板旋转流动

5.4.2自由液面旋转流动

5.4.3三维Kolmogorov流动与平行槽道内分层流动

5.5弹性湍流的产生机理

5.5.1弹性湍流与磁流体“小尺度”湍流的类比

5.5.2黏弹性流体微观大分子结构的“盘绕—拉伸”转捩

5.5.3流道弯曲流线是否必要

5.5.4弹性湍流脉动速度能量从何而来

5.6弹性湍流的应用前景

参考文献

第6章黏弹性流体微尺度流动

6.1微尺度流动简介

6.2黏弹性流体微通道内的不稳定流动

6.3黏弹性流体微尺度流动强化混合

6.3.1标量输运的理论基础

6.3.2流动结构

6.3.3标量混合特性

6.3.4标量能谱

6.3.5标量混合长度

6.3.6标量梯度结构

6.4黏弹性流体微尺度通道内的液滴动力学

6.4.1黏弹性流体微液滴流动

6.4.2黏弹性流体微液滴生成

6.4.3黏弹性流体微液滴变形

参考文献

第7章黏弹性流体流动数值模拟方法

7.1黏弹性流体流动数值模拟发展概述

7.2黏弹性流体流动数值模拟方程

7.3黏弹性流体流动数值模拟中的困难及解决方法

7.3.1黏弹性流体本构模型选取

7.3.2数值模拟方法选取

7.3.3黏弹性流体本构方程的特殊处理

7.4黏弹性流体流动数值模拟算例

7.4.1平板槽道湍流

7.4.2各向同性湍流

7.4.3Kolmogorov流动

7.4.4顶盖驱动方腔流动

7.4.5平面突扩流动

参考文献

内容简介

粘弹性是某些非牛顿流体的一种流变学物性。粘弹性流体流动的动量方程中相比于牛顿流体流动会多出一个弹性应力附加项，该项的大小与非线性惯性力（或流动雷诺数）无直接关系。表征弹性应力大小的无因次参数为维森贝格数。对于较大雷诺数流动（对牛顿流体为湍流流态），当粘弹性流体流动的维森贝格数大于临界值时，流体粘弹性与湍流之间发生相互作用，可抑制湍流，诱发湍流减阻现象。对于小雷诺数（甚至远小于1）流动（对牛顿流体为绝对层流流态），当维森贝格数大于临界值时，流体粘弹性与流动中的弯曲流线发生相互作用，可诱发另一种湍流流态，即弹性湍流。粘弹性流体湍流减阻现象是流体动力学领域多年来的研究热点，而极低雷诺数弹性湍流现象则是一较新的流体动力学现象，这两种由流体粘弹性诱发的不同现象又都同时与湍流、流变学、流体动力学研究方法等多个方面密切相关。本书正是在这一背景下，基于粘弹性流体流动研究领域近期新的研究成果，以湍流减阻和弹性湍流现象为中心，详细阐述粘弹性流体动力学的理论体系和研究方法等方面的问题。本书是对传统的牛顿流体动力学内容体系的拓展和补充。