abaqus非牛頓流體
關(guān)注創(chuàng)建者：USim 創(chuàng)建時(shí)間：2020-07-29
abaqus非牛頓流體的實(shí)例教程
Abaqus非牛頓流體模擬方法 ￥169.99
</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202007/imgs/3e90259f09b04630aef2c20cd6352c3b"></p><p><strong>John Mainstone與瀝青滴漏實(shí)驗(yàn)裝置</strong></p><p>非牛頓流體中的脹塑性流體無疑是流體中的世界級(jí)網(wǎng)紅，它很奇特，人可以在上面快速跑動(dòng)，但是靜站在上面就會(huì)陷下去，它的力學(xué)特點(diǎn)是表觀粘度隨剪切速率的增大而增大，通俗地講就是“你剛（快）我強(qiáng)，你弱（慢）我柔”，可以抵抗沖擊，但是輕撫就稀碎，所以有人建議拿它來做防彈衣。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202007/imgs/865509da4ae8473d82e11380421f2c02"></p><p><strong>脹塑性流體</strong></p><p>如何用Abaqus模擬非牛頓流體？</p><p>Abaqus自6.9版加入了非牛頓流體的模擬功能，用戶可以在Abaqus/CFD模型中執(zhí)行一個(gè)包含非牛頓流體的流體動(dòng)力學(xué)分析，也可以在Abaqus/Explicit模型中使用非牛頓流體，比如CEL或SPH分析。</p><p>需要注意的是，在Abaqus/Explicit模型中使用非牛頓流體，剪切粘度的定義必須與狀態(tài)方程（EOS）描述的材料一起使用。
展開 認(rèn)識(shí)流體之壓縮與不可壓縮流、牛頓與非牛頓流、定常與非定常流
1、不可壓縮流和可壓縮流
壓縮性是流體的基本屬性。
任何流體都是可以壓縮的，只不過可壓縮的程度不同而已。
液體的壓縮性都很小，隨著壓強(qiáng)和溫度的變化，液體的密度僅有微小的變化，在大多數(shù)情況下，可以忽略壓縮性的影響，認(rèn)為液體的密度是一個(gè)常數(shù)。
氣體的壓縮性都很大。從熱力學(xué)中可知，當(dāng)溫度不變時(shí)，完全氣體的體積與壓強(qiáng)成反比，壓強(qiáng)增加一倍，體積減小為原來的一半；當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度升高1℃體積就比0℃時(shí)的體積膨脹1/273。所以，通常把氣體看成是可壓縮流體，即它的密度不能作為常數(shù)，而是隨壓強(qiáng)和溫度的變化而變化的。我們把密度隨溫度和壓強(qiáng)變化的流體稱為可壓縮流體。把液體看作是不可壓縮流體，氣體看作是可壓縮流體，都不是絕對(duì)的。在實(shí)際工程中，要不要考慮流體的壓縮性，要視具體情況而定。
2、牛頓流體與非牛頓流體
考慮流體的剪切應(yīng)力和速度梯度之間的關(guān)系。如果流動(dòng)過程中流體層間所產(chǎn)生的剪應(yīng)力與法向速度梯度成正比，而與壓力無關(guān)，則這種流體為牛頓流體。
非牛頓流體廣是指不滿足牛頓黏性實(shí)驗(yàn)定律的流體，指的是其剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間不是線性關(guān)系的流體，粘性隨著剪切力或者剪切速率而變化而改變。非牛頓流體其實(shí)很常見，絕大多數(shù)生物流體都屬于現(xiàn)在所定義的非牛頓流體。比如人身上血液、淋巴液、囊液等多種體液，以及像細(xì)胞質(zhì)那樣的“半流體”都屬于非牛頓流體。
太（白）粉溶液是典型的非牛頓流體，它的主要特征是：流體的粘度會(huì)因?yàn)槭艿降膲毫蛩俣榷兓瑝毫υ酱笏俣仍娇欤扯葧?huì)增加，甚至可以成為暫時(shí)性的固體。一盆太（白）粉的水溶液，如果你將手緩慢的插入水溶液中你的手會(huì)沒入其中，當(dāng)你拿出來時(shí)手上會(huì)沾滿白色的太（白）粉溶液。
展開 image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學(xué)耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p> </p><p> 非牛頓流體，是指不滿足牛頓黏性實(shí)驗(yàn)定律的流體，即其剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間不是線性關(guān)系的流體。非牛頓流體廣泛存在于生活、生產(chǎn)和大自然之中。絕大多數(shù)生物流體都屬于所定義的非牛頓流體。 </p><p> 高分子聚合物濃溶液和懸浮液等一般為非牛頓流體。聚乙烯、聚丙烯酰胺、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF/1688898" rel="noopener noreferrer" target="_blank">聚氯乙烯</a>、尼龍6、PVS、賽璐珞、滌綸、橡膠溶液、各種工程塑料、化纖的熔體、溶液等，都是非牛頓流體。石油、泥漿、水煤漿、陶瓷漿、紙漿、油漆、油墨、牙膏、家蠶絲再生溶液、鉆井用的洗井液和完井液、磁漿、某些感光材料的涂液、泡沫、液晶、高含沙水流、泥石流、地幔等也都是非牛頓流體。食品工業(yè)中的番茄汁、淀粉液、蛋清、蘋果漿、濃糖水、醬油、果醬、煉乳、瓊脂、土豆?jié){、熔化巧克力、面團(tuán)、米粉團(tuán)、以及魚糜、肉糜等各種糜狀食品物料也都是非牛頓流體。
展開 參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例介紹了管道內(nèi)非牛頓流體流動(dòng)過程。
計(jì)算域：管道長(zhǎng)0.1m，直徑2.5mm
物質(zhì)屬性：密度為1000kg/m3，粘度采用Power law，其中參數(shù)k=0，n=0.4
邊界條件：入口平均速度為2m/s
網(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為16000
計(jì)算設(shè)置
本次計(jì)算為穩(wěn)態(tài)軸對(duì)稱流動(dòng)。
物質(zhì)屬性
計(jì)算物質(zhì)的密度和粘性
邊界條件
設(shè)置入口流速，流速值有profile文件讀入
profile文件下載地址：https://pan.baidu.com/s/1ibZQTgwKEV-iOhqeMBAfEg 密碼: 88qz
設(shè)置出口為壓力出口邊界條件
壁面皆為無滑移邊界條件
計(jì)算結(jié)果
計(jì)算域速度云圖
計(jì)算域壓力云圖
計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比
管道壓降數(shù)值對(duì)比圖表
參考文獻(xiàn)
W.F. Hughes and J.A. Brighton. Schaum's Outline of Theory and Problems of Fluid Dynamics. McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, NY. 1991.
展開 fluent下使用非牛頓流體
1、非牛頓流體：剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間滿足線性關(guān)系的流體稱為牛頓流體，而把不滿足線性關(guān)系的流體稱為非牛頓流體。
2、fluent中使用非牛頓流體
a、層流狀態(tài)：直接在材料物性下設(shè)置材料的粘度，設(shè)置其為非牛頓流體。
b、湍流狀態(tài)
fluent在設(shè)置湍流模型后，會(huì)自動(dòng)將材料的非牛頓流體性質(zhì)直接改成了牛頓流體，因此需要做一些修改。最基本的方式有兩種：1、打開隱藏的湍流模型下非牛頓流體功能；2，直接利用UDF宏DEFINE_PROPERTY定義
3、打開隱藏的湍流模型下非牛頓流體功能
方法為：
（1） 在湍流模型中選擇標(biāo)準(zhǔn)的k-e模型；
（2） 在Fluent窗口輸入命令：define/models/viscous/turbulence-expert/turb-non-newtonian 然后回車。
（3） 輸入：y 然后回車。
4、利用DEFINE_PROPERTY宏
A：這是一個(gè)自定義材料的粘度程序如下，也許對(duì)你有幫助。
在記事本中編輯的，另存為“visosity1.c"
#include "udf.h"
DEFINE_PROPERTY(cell_viscosity, cell, thread)
{
real mu_lam;
real trial;
rate=CELL_STRAIN_RATE_MAG(cell, thread);
real temp=C_T(cell, thread);
mu_lam=1.e12;
{
if(rate>1.0e-4 && rate<1.e5)
trial=12830000.
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abaqus非牛頓流體的最新內(nèi)容
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本篇文章將詳細(xì)介紹非牛頓流體函數(shù)的具體使用方法。
常見的非牛頓流體有：冪律、CarreauYasuda 模型、交叉模型、Herschel-Bulkley 模型以及粘度曲線等 5 種模型。
表觀粘度η
非牛頓流體的粘度μ隨剪切速率γ′和剪切應(yīng)力τ而變化，所以用流動(dòng)曲線上某一點(diǎn)的τ與γ′的比值來表示在某一值時(shí)的粘度，這種粘度稱為表觀粘度，用η表示：
τ=ηγ′
η=τ/γ′
本篇文章將詳細(xì)介紹非牛頓流體函數(shù)的具體使用方法。
常見的非牛頓流體有：冪律、CarreauYasuda 模型、交叉模型、Herschel-Bulkley 模型以及粘度曲線等 5 種模型。
表觀粘度η
非牛頓流體的粘度μ隨剪切速率γ′和剪切應(yīng)力τ而變化，所以用流動(dòng)曲線上某一點(diǎn)的τ與γ′的比值來表示在某一值時(shí)的粘度，這種粘度稱為表觀粘度，用η表示：
τ=ηγ′
η=τ/γ′
如下論文，雙歐拉模型
非牛頓流體模擬方法
Abaqus inp文件加密
非牛頓流體模擬方法</a></p><p><a href="http://mp.weixin.qq.com/s?
<p>開放群：566811107（資料多，不僅限交流）</p><p>群一：836281296</p><p>群二：594368389 </p><p>群三：1080606488 </p><p>群四： 678357196 </p><p>我的qq： 209870384有興趣的可以加我，交流模型。</p><p><span
</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202007/imgs/865509da4ae8473d82e11380421f2c02"></p><p><strong>脹塑性流體</strong></p><p>如何用Abaqus模擬非牛頓流體？
OpenFOAM計(jì)算非牛頓流體與水摻混，包含算例全部OpenFOAM計(jì)算所需文件
認(rèn)識(shí)流體之壓縮與不可壓縮流、牛頓與非牛頓流、定常與非定常流
1、不可壓縮流和可壓縮流
壓縮性是流體的基本屬性。
任何流體都是可以壓縮的，只不過可壓縮的程度不同而已。
液體的壓縮性都很小，隨著壓強(qiáng)和溫度的變化，液體的密度僅有微小的變化，在大多數(shù)情況下，可以忽略壓縮性的影響，認(rèn)為液體的密度是一個(gè)常數(shù)。
氣體的壓縮性都很大。從熱力學(xué)中可知，當(dāng)溫度不變時(shí)，完全氣體的體積與壓強(qiáng)成反比，壓強(qiáng)增加一倍
