На правах рукописи АМЕР МАХМУД АЛЬ-РАВАШ Математическое моделирование течения вязкоупругой жидкости в канале вискозиметра с падающим грузом Специальности 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы 05.13.18-Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань –2006 Работа выполнена на кафедре «Теоретической механики и сопротивления материалов» Казанского государственного технологического университета. <...> Ф.Ф. Ибляминов ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Движение тела сферической или цилиндрической формы в неньютоновских жидкостях является одной из самых известных проблем гидродинамики. <...> Дальнейшее развитие этой проблемы нашло отражение в работах Факсена, Ламба, Линдгрена и многих других исследователей. <...> Несмотря на кажущуюся простоту, течение жидкости вблизи груза достаточно сложное. <...> А именно, течение вблизи передней и задней кромки груза происходит в основном под действием нормальных напряжений, а течение в канале между грузом и стенкой контейнера происходит под действием значительных сдвиговых напряжений. <...> Относительная важность вклада различных факторов, влияющих на скорость падения груза, зависит в первую очередь от реологических свойств исследуемой жидкости, веса груза и относительных размеров груза и контейнера. <...> С развитием теоретической и прикладной реологии и в связи с потребностями практики возникла необходимость исследования движения тел в в неньютоновских упруговязких жидкостях. <...> Благодаря работам Маккинли (McKinley), Хассагера (Hassager), Таннера (Tanner), Кроше (Crochet) и многих других, течение сферических и цилиндрических тел в ньютоновских и неньютоновских жидкостях в настоящий момент считается стандартной проблемой, предназначенной для тестирования применяемых исследователями реологических конститутивных соотношений и численных алгоритмов. <...> В конструкциях вискозиметров с падающим <...>
Математическое_моделирование_течения_вязкоупругой_жидкости_в_канале_вискозиметра_с_падающим_грузом.pdf
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Движение тела сферической или цилиндрической формы в
неньютоновских жидкостях является одной из самых известных
проблем гидродинамики. Первое аналитическое решение проблемы
в случае обтекания сферы вязкой ньютоновской жидкостью, получено
в работе Стокса. Дальнейшее развитие этой проблемы нашло
отражение в работах Факсена, Ламба, Линдгрена и многих других
исследователей. Несмотря на кажущуюся простоту, течение жидкости
вблизи груза достаточно сложное. А именно, течение вблизи
передней и задней кромки груза происходит в основном под действием
нормальных напряжений, а течение в канале между грузом и
стенкой контейнера происходит под действием значительных сдвиговых
напряжений. Относительная важность вклада различных
факторов, влияющих на скорость падения груза, зависит в первую
очередь от реологических свойств исследуемой жидкости, веса груза
и относительных размеров груза и контейнера. С развитием теоретической
и прикладной реологии и в связи с потребностями практики
возникла необходимость исследования движения тел в в
неньютоновских упруговязких жидкостях. Благодаря работам Маккинли
(McKinley), Хассагера (Hassager), Таннера (Tanner), Кроше
(Crochet) и многих других, течение сферических и цилиндрических
тел в ньютоновских и неньютоновских жидкостях в настоящий момент
считается стандартной проблемой, предназначенной для тестирования
применяемых исследователями реологических конститутивных
соотношений и численных алгоритмов.
В конструкциях вискозиметров с падающим грузом часто используются
грузы, отличающихся по форме от сферических и цилиндрических
тел. Исследования обтекания таких грузов потоком
неньютоновских жидкостей возможны только с помощью численных
методов, дающих возможность подробно описывать особенности
обтекания этих грузов и позволяющих правильно интерпретировать
полученные экспериментальные результаты.
Таким образом, актуальность проблемы заключается, прежде
всего в необходимости ясного понимания и правильной интерпретации
эффектов, проявляющихся при движении грузов в среде
вязкоупругой жидкости в канале вискозиметра с падающим грузом.
Кроме того, актуальность проблемы связано с тем, что движение
тел в жидкостях обладающих неньютоновскими реологическими
3
Стр.3