微尺度流道中流体流动前沿的喷泉流动仿真
来源期刊：高分子材料科学与工程2006年第5期
论文作者：吴旺青 谢磊 蒋炳炎 彭华建
关键词：微流道; 微流体; 喷泉流动; 有限元; 仿真;
摘 要：采用经典Galerkin有限元法和Newton-Raphson迭代法,配合适当的边界条件实现了微流道中牛顿流体和剪切变稀流体前沿喷泉流动的数值仿真.结果表明:两种流体在喷泉流动区域的速度压力分布规律相同,在微尺度条件下流体的本构特性对喷泉流动的形式影响较小,仅是剪切变稀流体的喷泉区域略大于牛顿流体.在微尺度条件下,喷泉效应仍然是一种纯流体动力学现象.表面张力对微流体前沿喷泉流动区域的速度压力分布影响很小,但其在流体前沿自由表面上产生的切向应力使流体前沿的形状产生较大变形,与理想的半圆形相差较远.
吴旺青1，谢磊2，蒋炳炎1，彭华建1
(1.中南大学机电工程学院,湖南,长沙,410083;
2.克劳斯塔尔工业大学聚合物材料和塑料工程研究所,38678 德国)
摘要:采用经典Galerkin有限元法和Newton-Raphson迭代法,配合适当的边界条件实现了微流道中牛顿流体和剪切变稀流体前沿喷泉流动的数值仿真.结果表明:两种流体在喷泉流动区域的速度压力分布规律相同,在微尺度条件下流体的本构特性对喷泉流动的形式影响较小,仅是剪切变稀流体的喷泉区域略大于牛顿流体.在微尺度条件下,喷泉效应仍然是一种纯流体动力学现象.表面张力对微流体前沿喷泉流动区域的速度压力分布影响很小,但其在流体前沿自由表面上产生的切向应力使流体前沿的形状产生较大变形,与理想的半圆形相差较远.
关键词:微流道; 微流体; 喷泉流动; 有限元; 仿真;
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