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NS方程统治计算流体力学丧钟已经敲响

已有 614 次阅读 2020-4-21 10:58 |个人分类:非线性数理方法|系统分类:观点评述| 粘性, 粘弹性, 塑性, 单位雷诺数影响转捩

 高超声速转捩判断受到一个NS方程的非无量纲常数单位雷诺数的影响,成为一种延续了几乎半个世纪的困惑,现有的NS方程基础上建立的所有方法还不能顾及。说明牛顿流体假设不足,NS方程统治计算流体力学丧钟已经敲响。
而这种不足来源于相对长时间的平衡态。在微团剪切速度和微粒自由运动速度相比可观的时候就会失效,比如高马赫数下这种平衡可能失效,在制砖机的泥条流动和高粘性混合搅拌以及一些生物流体流动中间也可能失效。这就需要采用非牛顿流体新的应变耗散残余和积累关系来代替NS方程应变率和粘性应力关系。用新的数学模型来代替NS方程,这样才能解决单位雷诺数影响转捩的困惑。进行计算流体的非牛顿流体模型分析,得出非高马赫数下等同于牛顿流体,在高马赫数分子间高速剪切情况下,数值模拟应变残余对底层漩涡失稳的贡献,计算其失稳发生的扭曲打结,从而期望得到一种和扭杆失稳相联系的转捩和大失稳判别方法,形成一些新的无量纲常数,代替现有理论和实验判别。这种非牛顿流体规律虽然从高超马赫数转捩机制研究得到,但可以应用到石油和化工的非牛顿流体模拟,并给湍流底层的溅射和回扫带来颠覆性的认识。




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1 杨正瓴

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