非牛顿流体偏心圆环管流动的数值模拟与特性研究

偏心圆环管中非牛顿流体流动的数值计算是一篇由许彬、张敏和房萍萍合作完成的首发论文，发表在南京理工大学动力工程学院。该研究针对的是非牛顿流体在复杂几何结构中的流动特性，特别是当流动处于充分发展层流状态时。论文的核心内容是通过坐标变换在偏心圆环域内创建正交结构化网格，运用有限差分法和二阶精度的离散格式进行数值模拟。 非牛顿流体与牛顿流体的主要区别在于其剪切应力与剪切速率之间的关系是非线性的，由幂律描述，即与应变张量的n次方成比例。n值决定了流体的类型，n<1表示剪切稀化流体或伪塑性流体，n>1则代表剪切稠化流体或膨胀流体，而n=1对应牛顿流体。尽管牛顿流体的相关理论已有较深入的研究，如Piercy等人对偏心圆环管中牛顿流体流动的分析，但非牛顿流体的探讨相对较少且不全面。 作者们将焦点放在了具有较大偏心率（0≤ε*≤0.6）和半径率（0.2≤r*≤0.8）的偏心圆环管上，这些参数的变化对非牛顿流体的流动行为有显著影响。他们通过数值计算，旨在揭示这些条件下非牛顿流体的流动滞止规律，为石油化工工业中的实际生产过程提供重要的参考数据和理论支持。 该研究不仅补充了对非牛顿流体流动特性的理解，而且填补了现有文献中关于偏心圆环管非牛顿流体流动研究的空白，有助于提高工业生产过程中的安全性和效率。因此，这篇论文对于理解和优化工业设备设计，特别是在处理非牛顿流体工况时，具有重要的实践意义。