abaqus非牛頓流體的案例
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(wú)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(lái)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(hù)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(kāi) 5-流體的幾組基本概念——壓縮與不可壓縮流、牛頓與非牛頓流、定常與非定常流
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(guò)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(lái)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(chēng)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(guò)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(wú)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(jiàn)，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(méi)入其中，當(dāng)你拿出來(lái)時(shí)手上會(huì)沾滿白色的太（白）粉溶液。
展開(kāi) comsol的非彈性非牛頓流體的本構(gòu)方程參數(shù)估計(jì) ￥375
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(píng)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(yú)糜、肉糜等各種糜狀食品物料也都是非牛頓流體。
展開(kāi) 管道內(nèi)非牛頓流體流動(dòng)
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說(shuō)明
本案例介紹了管道內(nèi)非牛頓流體流動(dòng)過(guò)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(chēng)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(wú)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(kāi) 
非牛頓流體多相流模擬
如下論文，雙歐拉模型
fluent下使用非牛頓流體（轉(zhuǎn)載）
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(chēng)為牛頓流體，而把不滿足線性關(guān)系的流體稱(chēng)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(kāi)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(kāi)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(chē)。
（3） 輸入：y 然后回車(chē)。
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.
展開(kāi) 【JY】超詳細(xì)的非牛頓流體模型使用方法
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(jiàn)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(lái)表示在某一值時(shí)的粘度，這種粘度稱(chēng)為表觀粘度，用η表示：
τ=ηγ′
η=τ/γ′
下面將介紹各模型的參數(shù)的含義：
① 冪律（Ostwald-De Wale冪律）：
冪律模型適用于廣泛剪切變形速率下的假塑性流體或脹塑性流體。
由于其在公式上的簡(jiǎn)單性，在工程上有較大的實(shí)用價(jià)值。但是由于它是一個(gè)純粹的經(jīng)驗(yàn)方程，所以物理意義不夠明確。
另外，對(duì)于切變率很大或很小的情形，冪指數(shù)定律都不適用。
一致性指數(shù)：k，也稱(chēng)稠度系數(shù)。k值是粘度的度量，但不等于粘度值，而粘度越高，K值也越高；
冪律指數(shù)：n，為流動(dòng)行為指數(shù)或非牛頓指數(shù)，是與溫度有關(guān)的參數(shù)，n偏離1的程度越大，表明材料非牛頓性越強(qiáng)。；
當(dāng)n>1時(shí)，冪律方程反映剪切變稠的脹塑性流體（如淀粉、蔗糖溶液、涂料等）；
當(dāng)n<1時(shí)，冪律方程反映剪切變稀的假塑性流體（如大多數(shù)聚合物，番茄醬等）；
當(dāng)n=1時(shí)，冪律方程反映牛頓流體k=η0；
最小粘度：流體在冪律模型下適用的最小粘度，n>1時(shí)必須要輸入；
最大粘度：流體在冪律模型下適用的最小粘度，n<1時(shí)必須要輸入。
多數(shù)高分子流體是假塑性流體，可以用冪律方程描述，其流動(dòng)行為指數(shù)n=0.15~0.6。
② Carreau Yasuda模型：
Carreau Yasuda方程既反映高剪切速率下的假塑性，又反映低剪切速率下的牛頓性。能夠描寫(xiě)比冪律方程范圍更廣的流動(dòng)性質(zhì)。
展開(kāi) 基于非牛頓流體力學(xué)的酸奶粘度研究
本文通過(guò)對(duì)酸奶這種非牛頓流體的粘度研究，分析采集到的數(shù)據(jù)，獲得其流體特性介質(zhì)參數(shù)，根據(jù)該流體特性介質(zhì)參數(shù)優(yōu)化酸奶生產(chǎn)工藝，進(jìn)而提出降低初態(tài)粘度和平穩(wěn)粘度間差異的改進(jìn)方案。
攪拌型酸奶作為一種發(fā)酵乳制品，在完成破乳停止發(fā)酵后，變成一種具有一定粘稠度的液體，其粘度值隨著溫度、時(shí)間和剪切率的改變而改變，這種物質(zhì)在流變學(xué)中被定義為非牛頓流體。
流變學(xué)中指出不滿足牛頓黏性實(shí)驗(yàn)定律的流體，被定義為非牛頓流體，其剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間不是線性關(guān)系。非牛頓流體廣泛存在于生活、生產(chǎn)和大自然中，食品工業(yè)中的酸奶就是一種典型的非牛頓流體。非牛頓流體的粘度，在特定溫度下，除了依賴(lài)于剪切速率外，它還依時(shí)間而變化。此時(shí)，粘度不僅是剪切值大小的函數(shù)，而且也是剪切作用時(shí)間長(zhǎng)短的函數(shù)，因此酸奶粘度在特定溫度下是剪切率和時(shí)間兩個(gè)變量的函數(shù)，即：
非牛頓流體的初態(tài)粘度μ、穩(wěn)態(tài)粘度η、粘度損失率λ，以及剪切率γ 存在以下關(guān)系：
其中，Q為流量；D為管道直徑。
通過(guò)在線粘度數(shù)據(jù)采集，利用不同剪切率下的初態(tài)粘度曲線、粘度損失率曲線和穩(wěn)態(tài)粘度曲線，來(lái)確定上述非牛頓流體的介質(zhì)參數(shù)，并在設(shè)計(jì)改進(jìn)方案時(shí)利用這些介質(zhì)參數(shù)進(jìn)行模擬建模，進(jìn)而確定適合該流體酸奶的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)，為降低初態(tài)粘度和平穩(wěn)粘度間的差異提供客觀數(shù)據(jù)依據(jù)。
設(shè)備與方法
設(shè)備
采集數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是在線取樣設(shè)備和粘度測(cè)量設(shè)備，這里選用Rheomat 180粘度儀來(lái)連續(xù)獲得多個(gè)粘度值。
展開(kāi) 【JY】超詳細(xì)的非牛頓流體模型使用方法
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(jiàn)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(lái)表示在某一值時(shí)的粘度，這種粘度稱(chēng)為表觀粘度，用η表示：
τ=ηγ′
η=τ/γ′
下面將介紹各模型的參數(shù)的含義：
① 冪律（Ostwald-De Wale冪律）：
冪律模型適用于廣泛剪切變形速率下的假塑性流體或脹塑性流體。
由于其在公式上的簡(jiǎn)單性，在工程上有較大的實(shí)用價(jià)值。但是由于它是一個(gè)純粹的經(jīng)驗(yàn)方程，所以物理意義不夠明確。
另外，對(duì)于切變率很大或很小的情形，冪指數(shù)定律都不適用。
一致性指數(shù)：k，也稱(chēng)稠度系數(shù)。k值是粘度的度量，但不等于粘度值，而粘度越高，K值也越高；
冪律指數(shù)：n，為流動(dòng)行為指數(shù)或非牛頓指數(shù)，是與溫度有關(guān)的參數(shù)，n偏離1的程度越大，表明材料非牛頓性越強(qiáng)。；
當(dāng)n>1時(shí)，冪律方程反映剪切變稠的脹塑性流體（如淀粉、蔗糖溶液、涂料等）；
當(dāng)n<1時(shí)，冪律方程反映剪切變稀的假塑性流體（如大多數(shù)聚合物，番茄醬等）；
當(dāng)n=1時(shí)，冪律方程反映牛頓流體k=η0；
最小粘度：流體在冪律模型下適用的最小粘度，n>1時(shí)必須要輸入；
最大粘度：流體在冪律模型下適用的最小粘度，n<1時(shí)必須要輸入。
多數(shù)高分子流體是假塑性流體，可以用冪律方程描述，其流動(dòng)行為指數(shù)n=0.15~0.6。
② Carreau Yasuda模型：
Carreau Yasuda方程既反映高剪切速率下的假塑性，又反映低剪切速率下的牛頓性。能夠描寫(xiě)比冪律方程范圍更廣的流動(dòng)性質(zhì)。
展開(kāi) 非牛頓流體管道運(yùn)輸模擬及結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分 ￥10
非牛頓流體的管道運(yùn)輸模擬，可以應(yīng)用于水泥砂漿或者石油運(yùn)輸,同步視頻請(qǐng)搜索
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Abaqus中的“街溜子”單元
參考：
Abaqus Documentation
Modeling Tire Burst in the Small Overlap Frontal Crash Simulations
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技術(shù)鄰課程的核心講師鄧怡超，擁有哈工大力學(xué)碩士學(xué)歷，曾任航天系統(tǒng) CAE 工程師，具備十幾年 Abaqus 工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，這是課程能有效解決強(qiáng)非線性問(wèn)題的關(guān)鍵基礎(chǔ)：
1. 技術(shù)背景適配：鄧講師長(zhǎng)期專(zhuān)注于流固耦合、非線性分析領(lǐng)域，曾負(fù)責(zé)多個(gè)航天重點(diǎn)型號(hào)項(xiàng)目（如復(fù)雜裝配結(jié)構(gòu)的剛強(qiáng)度分析、航天器尾噴管與隔熱層的碰撞動(dòng)力學(xué)仿真），這些項(xiàng)目普遍涉及流體大變形（如高溫燃?xì)饬鲃?dòng)）、固體交互強(qiáng)非線性（如結(jié)構(gòu)碰撞、材料非線性）問(wèn)題，具備豐富的實(shí)際問(wèn)題解決經(jīng)驗(yàn)；
2. 教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富：講師線下培訓(xùn)千余人次、線上培訓(xùn)萬(wàn)余人次，深刻理解工程師在處理強(qiáng)非線性問(wèn)題時(shí)的常見(jiàn)困惑（如算法選擇混亂、參數(shù)設(shè)置無(wú)頭緒、計(jì)算發(fā)散無(wú)法解決），能在課程中精準(zhǔn)定位痛點(diǎn)，結(jié)合理論與實(shí)操給出針對(duì)性指導(dǎo)。
三、工程案例教學(xué)：直擊流體大變形與強(qiáng)非線性場(chǎng)景
技術(shù)鄰課程的核心特色是 “以工程案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)”，所有案例均來(lái)自實(shí)際項(xiàng)目，且專(zhuān)門(mén)聚焦流體大變形、固體交互強(qiáng)非線性場(chǎng)景，確保教學(xué)內(nèi)容與你的需求高度契合：
1.
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</p><p>建議：低版本無(wú)SPH生成功能，最好使用最新版Abaqus運(yùn)行</p><p><br></p><p> </p><p>往期推薦</p><p><br></p><p> </p><p><a href="http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2ODMyNzc3Mg==&mid=2247485470&idx=1&sn=f58a4ac42e22a5f0fb96acbd1b3a65a9&chksm=fc8ee32dcbf96a3bf9d37a629ed021e4ce5cd367c866f445cc681d48a5910f0b188af9e2a669&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank"> Abaqus非牛頓流體模擬方法</a></p><p><a href="http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2ODMyNzc3Mg==&mid=2247485368&idx=1&sn=a8f32f2974e0ea39275b58e6130f1e78&chksm=fc8eec8bcbf9659d982d9e9897274bc6be79b5283059fcce7d2ed34cb76f51f6c1f1a0f3e5df&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank"> Bingo！Isight幫你拿到最高分</a></p><p><a href="http://mp.weixin.qq.com/s?
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