Comment on Conjugate heat transfer of mixed convection for viscoelastic fluid past a stretching sheet, by Hsiao and Chen, Mathematical Problems in Engineering
评萧凯龙、陈冠邦著《黏弹性流体通过拉伸薄片之混合对流共轭热传》，工程数学问题，2007年第17058卷，共21页
2008-07-17 physics.flu-dyn
On the DLM/FD methods for simulating neutrally buoyant swimmer motion in non-Newtonian shear thinning fluids
本文讨论了基于Lagrange乘子的虚拟区域（DLM/FD）方法的推广，用于模拟非牛顿剪切稀化流体中非对称形状的中性浮力粒子的运动。本文将非牛顿剪切稀化流体定常Poiffille流的数值解与二维通道中的精确解进行了比较。对于由两个圆盘组成的自推进游动体，当Carreau-Bird模型中的功率指数值减小时，剪切变稀效应使游动体运动速度加快，临界雷诺数（运动方向相反）减小。
2021-11-21 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Enhanced computational performance of the lattice Boltzmann model for simulating micron- and submicron-size particle flows and non-Newtonian fluid flows
格子玻尔兹曼（LB）模型，在FORTRAN 90编码的计算性能的显着改善，通过应用增强技术实现。应用的技术包括阵列存储器布局的优化、数据结构简化、模拟线程外的随机数生成、通过OpenMP的代码并行化以及时间步内和时间步间任务流水线。这些优化技术的有效性进行了测量上的三个基准问题：（i）瞬态流动的多个粒子在牛顿流体中的非均质裂缝多孔域，（ii）在亚微米尺度的流体的热波动和所产生的布朗运动的颗粒，和（iii）非牛顿流体流动的光滑壁通道。上述优化技术的应用导致平均21的性能改进，这可以显着提高LB模型在不同应用中的实际用途，重点关注非牛顿流体中纳米尺寸或微米尺寸颗粒的命运和运输。
2020-06-23 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Open-source finite volume solvers for multiphase (n-phase) flows involving either Newtonian or non-Newtonian complex fluids
两个新的控制体积求解器multiFluidInterFoam和rheoMultiFluidInterFoam的牛顿和非牛顿n相流的模拟，分别提出，充分考虑界面张力和接触角的影响，为每个阶段。multiFluidInterFoam求解器修改了OpenFOAM为牛顿流提供的常规multiphaseInterFoam求解器的某些关键方面，提高了其效率和鲁棒性，但最重要的是大大提高了其表面张力驱动流的精度。新的求解器使用基于MULES方法的流体体积（VOF）方法和人工界面压缩界面捕获，结合合适的连续表面力模型，即界面张力系数分解方法用于处理相之间的界面张力配对。VOF平滑也通过在体积分数的分布上应用拉普拉斯滤波器来实现。rheoMultiFluidInterFoam求解器能够充分考虑复杂的非牛顿效应（例如屈服应力、粘弹性等）。所涉及的液体。为此，开发的求解器结合了RheoTool工具箱（Pimenta和Alves（2017）J. Non-Newtonian Fluid Mech. 239，85-104），利用了大量适用于模拟具有复杂流变学的不同类型流体的本构方程。考虑到典型的基准两相和三相流动，我们的求解器针对各种不同的流动设置进行了测试;考虑了涉及牛顿、粘塑性和粘弹性液体的流动。对解析解或以前公布的数值数据进行比较，清楚地表明新的求解器，以有效地和准确地模拟界面张力为主的简单和复杂的液体…
2022-03-18 physics.comp-ph physics.flu-dyn
The Instantaneous Wall Viscosity in Pipe Flow of Power Law Fluids: Case Study for a Theory of Turbulence in Time-Independent Non-Newtonian Fluids
本文提出了一种新的非定常非牛顿流体湍流理论。壁层是仿照非定常交换的粘性动量之间的墙壁和主流，以下的经典可视化的涌入-扫描-喷射/爆裂。壁层的厚度被发现是相同的牛顿和纯粘性的非牛顿流体，当正常化的瞬时壁参数在突发。结果表明，当湍流的结构相似关系是基于与二次流发展相关的锁相参数而不是基于时均壁面参数时，牛顿流体和非定常流体的湍流机制是一致的。该相似性分析将牛顿流体和非牛顿流体在破裂点处的局部临界瞬时摩擦系数数据折叠成单个曲线。该方法大大简化了非牛顿流体中湍流输运现象的分析。关键词：湍流，非定常非牛顿流体，幂律，管流，壁层
2009-12-29 physics.flu-dyn
Convection in binary fluid mixtures: A model of four coupled amplitudes
我们认为，在瑞利-贝纳德对流的二元流体混合物，如乙醇-水在积极的分离比和小路易斯数导致一个分叉序列的平方，振荡横滚，静止横滚，和辊图案。我们提出了一个系统的四个耦合的振幅，是能够模拟所有重要的属性。
2006-03-24 physics.flu-dyn
PKN problem for non-Newtonian fluid
本文给出了平面应变条件下非牛顿流体驱动的水力裂缝在平行于裂缝前缘的截面中扩展的解析解。得出了流体性质对裂缝扩展的影响的结论。
2012-08-11 physics.flu-dyn
Convection triggered by an electric field in a fluid heated from above
我考虑从上面加热的介电流体，并在其顶部和底部之间受到电势差的影响。我表明，对于一个适当选择的电势差，层的流体可以变得不稳定。对于像纯水这样的强极性流体，几百伏的电势差就可以引发对流。虽然本文的分析不能解释[Gross & Porter（1966）]中所描述的现象，但这可能是由于无法获得实验中所用流体的准确物理参数。
2015-12-05 physics.flu-dyn
Improvement of Methods for Determination of Reological Parameters of Non-Newtonian Fluids
本文提出了一种简便有效的非牛顿流体流变参数测定方法
2008-11-26 physics.flu-dyn
High-Rayleigh-number convection in porous-fluid layers
我们提出了一个数值研究的对流水平层，包括流体饱和多孔床覆盖的无压流体层。对流是由一个垂直的，不稳定的温度差施加在整个系统，在典型的瑞利-贝纳德问题。数值模拟进行了使用单域制定的两层问题的基础上的Darcy-Brinkman方程。我们探讨的动力学和热通量通过系统的限制，大瑞利数，但小达西数，使流动表现出强烈的对流在多孔和无约束流体区域，而多孔流仍然保持强烈的限制和达西定律。我们表明，系统的热通量和平均热结构可以预测使用以前的结果在个别流体或多孔层的对流。我们重新讨论了亚临界“穿透对流”在多孔介质中的作用的争议，并确认，这种诱导流不有助于通过系统的热通量。最后，我们简要地研究了这两个层之间的时间耦合，并发现，湍流流体对流上述作为一个低通滤波器的较长的时间尺度上的变化的对流在多孔层。
2021-05-06 physics.flu-dyn
Circular hydraulic jump in generalized-Newtonian fluids
我们进行了分析研究的层流圆形水跃，在广义牛顿流体服从两参数幂律模型的Ostwald-de Waele。在边界层近似下，我们得到了确定流动的精确表达式，导出了跳跃半径的隐式关系。牛顿流体的相应结果可以作为流动行为指数n=1的极限情况来检索，对偏离牛顿行为的流体进行了预测。
2008-09-22 physics.flu-dyn
Cascaded Lattice Boltzmann Modeling and Simulations of Three-Dimensional Non-Newtonian Fluid Flows
非牛顿流体流动，特别是三维（3D）的非牛顿流体流动，出现在物理学感兴趣的许多环境中。以前的研究，使用格子玻尔兹曼方法（LBM）的这种流动到目前为止，主要局限于两个维度，并使用不太强大的碰撞模型。在本文中，我们开发了一个新的三维级联LBM的基础上，中心矩和多重弛豫时间的三维，十九速度（D3Q19）格子模拟广义牛顿（幂律）流体流动。二阶矩的弛豫时间根据局部剪切速率局部变化，并由幂律流体的非线性本构关系的一致性系数和幂律指数参数化。数值验证研究的三维级联LBM的各种基准问题，包括复杂的三维非牛顿流在立方腔在不同的雷诺数和幂律指数的大小，包括剪切变稀和剪切增稠流体，提出。此外，所提出的改进的LBM格式与基于其他碰撞模型的LBM，如SRT模型和MRT模型基于原始矩的数值稳定性进行了比较。数值结果表明，三维级联LBM的精度，二阶网格收敛性和显着改善的稳定性，用于模拟三维非牛顿幂律流体的流动。
2021-01-26 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A passive Stokes flow rectifier for Newtonian fluids
纳维-斯托克斯方程的非线性效应在不允许流体流整流的牛顿流体流的Stokes状态下消失。在这里，我们在数学和实验上表明，被动流动整流牛顿流体是可压缩和不可压缩的流动的斯托克斯制度下，通过引入非线性，否则线性斯托克斯方程。非对称流动阻力出现在具有可变形顶板的浅喷嘴/扩压器微通道中，其中流体流动由非线性流固耦合力学方程控制。流体流动整流已经被证明用于普通牛顿流体（例如空气、水和酒精）的低雷诺数流动（Re ~ O（0.001）-O（1））。该机理为低雷诺数流体流动的调节奠定了基础，在精密低流量微泵、药物输送系统等方面具有潜在的应用前景。
2018-11-20 physics.flu-dyn
Convection in Rotating Spherical Fluid Shells
本章首先描述了旋转对流的环形模型。然后介绍了球壳问题的基本方程，并讨论了球壳中柱状对流的发生。惯性模式对流的发病描述盛行在很低的普朗特数。有限振幅对流的性质概述了广泛的普朗特数。赤道附着对流被认为是从惯性模式对流演变而来的。
2009-06-05 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Graph-Based Learning of Free Surface Dynamics in Generalized Newtonian Fluids using Smoothed Particle Hydrodynamics
Kyung Hee University（庆熙大学）；Hongik University（弘益大学）；Sunchon National University（顺天大学）
本文提出基于GNN的数值模型，利用SPH模拟数据学习非牛顿幂律流体粒子加速度，在溃坝和液滴撞击基准中显著提速且保持精度。
2025-09-29 cs.LG physics.comp-ph physics.flu-dyn
Inertial convection in rotating fluid spheres
本文通过微扰分析研究了旋转流体球中以惯性波形式出现的对流的起始。的瑞利数的方位波数的依赖性的显式表达式推导和新的结果的情况下，几乎绝热边界。
2009-04-10 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Stability Analysis of Non-Newtonian Rimming Flow
对旋转水平圆柱内粘弹性薄膜的边缘流动进行了理论研究。注意的非牛顿自由表面的不稳定性在蠕动流的发病。这种非惯性不稳定性已经在实验中观察到，但目前牛顿流体的理论模型既不能描述其起源，也不能解释其发生。本研究探讨了两种模型的非牛顿流体，看看实验观察到的不稳定性可以预测分析。流体的非牛顿粘性和弹性性质分别用广义牛顿流体（GNF）和二阶粘弹性流体（SOVF）本构模型描述。通过线性稳定性分析，发现粘性非牛顿流体（GNF模型）的边缘流动与牛顿流体类似，是中性稳定的。然而，流体的粘弹性（SOVF建模）被发现有助于流动不稳定。的不稳定性被证明是增加作为缸的旋转速率降低，从该流体聚集在池上的上升壁。粘弹性效应加上这种汇集导致流体的角度拉伸，这被认为是负责这种不稳定性的发作。
2015-09-17 physics.flu-dyn
Rayleigh-Darcy convection in a porous layer: A comparison of near-critical and normal fluid phases
研究了多孔介质层内流体在热力学临界点附近的重力驱动对流（瑞利-达西对流）。温度略高于临界温度的流体是单组分流体。分析了描述均匀孔隙率下固体基质中变物性高可压缩流体相的流体动力学模型。近临界流体被假定为范德华气体。在Oberbeck-Boussinesq近似适用的密度和热力学系数的小变化的限制下，获得了分层效应下的关键相似准则的相关关系。这些关系将模型参数（出现在无量纲控制方程中的Rayleigh-Darcy数和Prandtl数）与相似准则（实际上表征对流的真实Rayleigh-Darcy数和Prandtl数）联系起来。在Oberbeck-Boussinesq近似有效的条件下，数值模拟了稳定阈值附近的稳态Rayleigh-Darcy对流。一组解决方案进行了分析，使用的相关关系，导致在一个普遍的依赖性的校正努塞尔数的真实瑞利-达西数描述的一条曲线。将近临界流体的对流与正常流体的对流进行了比较。在边界处的温度差对应于对流开始，并取决于史瓦西和瑞利准则进行了分析。在临界点附近，临界温差与固体基体无关，仅由流体相的临界绝热温度梯度决定。
2010-01-25 physics.flu-dyn
Learning Unknown Physics of non-Newtonian Fluids
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
我们扩展了物理信息神经网络（PINN）方法，仅使用速度测量来学习两个非牛顿系统（聚合物熔体和颗粒悬浮液）的粘度模型。PINN推断的粘度模型同意与经验模型的剪切速率与大的绝对值，但偏离剪切速率接近零的分析模型具有非物理奇异性。一旦学习了粘度模型，我们使用PINN方法仅使用边界条件来求解非牛顿流体流动的动量守恒方程。
2020-08-26 cs.LG physics.comp-ph physics.flu-dyn
Comment on Effects of transverse magnetic field on mixed convection in wall plume of power-law fluids, by Gorla, Lee, Nakamura and Pop, IJES, 1993
横向磁场对幂律流体壁羽流中混合对流的影响的评论，Rama Subba Reddy Gorla、Jin Kook Lee、Shoichiro Nakamura和Ioan Pop著[国际工程科学杂志，31（1993）1035-1045]。本文讨论了在前缘有定常热源的横向磁场中幂律流体沿垂直绝热面的边界层混合对流。采用一种新的有限差分格式求解非相似控制方程。然而，本文有两个基本错误，所给出的结果没有任何实际价值。
2007-11-07 physics.flu-dyn
A useful correspondence between fluid convection and ecosystem operation
生态系统和对流流体系统都是远离平衡运行的开放系统的例子。本文证明了资源消费者恒化器生态系统和Rayleigh-Benard（RB）对流流体系统之间存在对应关系。RB系统的Lorenz动力学可以转化为生态系统动力学。不仅动力学方程之间有对应关系，物理解释也显示出有趣的类比。通过使用这种流体生态系统的类比，我们能够通过从生态学中借用的竞争适应性参数来推导出对流卷大小的正确值。最后，我们推测，洛伦兹动力学可以扩展到描述更复杂的对流模式，类似于生态捕食。
2007-08-01 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Predicting convection configurations in coupled fluid-porous systems
自然界中普遍存在的布置是耦合到多孔介质的自由流动流体，例如位于多孔床上方的河流或湖泊。取决于环境条件，热对流可以发生，并且可以被限制在透明流体区域，形成浅对流单元，或者它可以渗透到多孔介质中，形成深单元。在这里，我们结合了三种互补的方法-线性稳定性分析，完全非线性数值模拟和粗粒度模型-以确定导致每种配置的情况。粗粒化模型在小达西数的物理相关限制下给出了深对流和浅对流之间转换的显式公式。在对流发生时，所有三种方法都一致，验证了显式公式的预测能力。数值模拟将这些结果扩展到强非线性区域，揭示了新的混合配置，其中流动表现出从浅对流到深对流的动态转变。这种混合浅到深对流开始于小的，随机的初始数据，通过一个亚稳态的浅状态，并达到深对流的首选稳态的进展。我们构建了一个相图，其中包含来自所有三种方法的信息，并描绘了参数空间中产生每个对流状态的区域。
2022-11-15 physics.flu-dyn
Steady Motions of Single Spherical Microswimmers in Non-Newtonian Fluids
本研究发现牵引驱动型球形微游动器在非牛顿流体中的游速变化趋势与滑移驱动型相反，并证明Purcell扇贝定理在此条件下不成立，为新型微游动器设计提供了可能。
2024-10-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermal convection of viscoelastic fluids in concentric rotating cylinders: Elastic turbulence and kinetic energy budget analysis
本文通过数值模拟研究同心旋转圆柱中黏弹性流体的热对流，揭示魏森贝格数增大引发的弹性湍流转变，并通过动能收支分析阐明混合对流传热增强源于聚合物向流场的动能传递。
2023-09-20 physics.flu-dyn
Characteristics of stratified flows of Newtonian/non-Newtonian shear-thinning fluids
本文给出了剪切变稀流体在水平和倾斜槽道中层流分层流动的精确解。本文提出了一种计算Carreau非牛顿流体层流解的迭代算法。精确解用于研究剪切稀化液体的流变性对气/液和液/液两相流特性的影响。研究并流和逆流倾斜系统，包括多解边界的映射。与实际应用有关的方面进行了讨论，如原位滞留，或通过添加一个较低的粘性相实现的润滑效果。这类系统的一个特征是，即使液体具有复杂的流变学（Carreau流体），两相分层流也可以表现为液体在宽范围的操作条件下是牛顿流体。的两种流体模型产生令人满意的预测剪切稀化液体的存在下的能力进行了测试，并提出了一种算法，以先验预测牛顿（零剪切速率粘度）的行为出现在一个给定的操作条件下，以避免大的错误时，幂律被认为是建模的剪切稀化行为的流动特性的预测。两个流体模型封闭隐含的精确解和湍流气体层的影响也得到了解决。
2017-04-26 physics.flu-dyn
The cost of swimming in generalized Newtonian fluids: Experiments with C. elegans
许多自然过程取决于微生物在具有非牛顿流变学的流体中游动的能力。在这里，我们使用的模式生物秀丽隐杆线虫和跟踪方法进行实验研究的动态波动游泳剪切稀化流体。理论和模拟已经提出，与相同零剪切粘度的牛顿流体相比，剪切稀化流体中的游泳或机械动力的成本应该更低。我们的目的是提供一个实验调查的成本在剪切变稀流体游泳（i）的游泳者的机械功率的估计和（ii）流场的粘性耗散率，这应该产生等效的结果为自推进的低雷诺数游泳者。我们发现在剪切稀化流体中游泳的成本小于或等于在相同零剪切粘度的牛顿流体中游泳的成本;此外，在剪切稀化流体中游泳的成本与流体的有效粘度成比例，并且可以使用流体流变学和简单的游泳运动学来预测。我们的结果与之前的理论预测相当一致，并为理解在广义牛顿流体中游泳的成本提供了一个框架。
2016-10-18 physics.flu-dyn
On the fractal dimension of non-Newtonian Hele-Shaw flow subject to Saffman-Taylor instability
提出基于DLA的离散数值方法模拟非牛顿Hele-Shaw流，发现剪切变稀特性以非平凡方式改变形态模式，使其分形维数比牛顿流体更小。
2024-11-12 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Fractional constitutive equation (FACE) for non-Newtonian fluid flow: Theoretical description
非牛顿流体的流动可能是由空间非局部速度驱动的，其动力学行为可以用分数阶导数模型来描述。本文提出了一个空间分数阶本构方程（FACE），它将粘性剪切应力与速度梯度联系起来，进而解释了非牛顿流体在稳定管流中的物理性质。结果表明，广义FACE模型包含以前的非牛顿流体流动模型作为端元，通过简单地调整的分数阶指数，和一个初步的测试表明，FACE模型方便地捕捉到所观察到的增长的剪切应力的各种速度梯度。进一步分析的速度分布，摩擦水头损失，雷诺数使用的FACE模型也导致分析工具和标准，可以显着扩展标准模型在量化的复杂动态的非牛顿流体流动与广泛的空间非局部速度。
2016-12-10 physics.flu-dyn
Using Euler-Lagrange Variational Principle to Obtain Flow Relations for Generalized Newtonian Fluids
利用欧拉-拉格朗日变分原理，得到了圆柱管内流动的解析关系和数值关系。该方法是基于最小化的总应力在流动管道中使用的应力和应变率之间的流体本构关系。牛顿和非牛顿流体模型，其中包括幂律，宾厄姆，赫歇尔-Bulkley，Carreau和十字架，用于演示。
2013-01-13 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Averaging out Inhomogeneous Newtonian Cosmologies: I. Fluid Mechanics and the Navier-Stokes Equation
经典流体力学的基本概念和方程的形式所需的牛顿宇宙学的制定和推导和分析的平均Navier-Stokes-Poisson方程组。特别注意的是分析制定的定义和方程的运动流体和它们的物理内容。
2002-12-18 gr-qc physics.flu-dyn
Assessing Effectiveness of Pulsed Input on Mixing Characteristics of Non-Newtonian fluids in T-shaped Channels
微流体中试剂的混合对于各种应用是必要的，然而，由于流动的层流性质，在小的长度和时间跨度内的有效混合变得困难。非牛顿流体的混合分析是至关重要的，因为它们在实际应用中经常遇到。为此，我们研究了一种有效的方法，用于混合非牛顿流体的脉动速度入口条件。在本研究中，非牛顿流体的模拟使用幂律模型与不同的流体流变学从剪切增稠剪切变稀。为了增强混合，采用了改变相位角和频率的脉冲速度入口条件，并与恒速入口条件进行了比较。我们证明了使用脉冲速度入口条件的增强混合，并且对于剪切稀化流体（n=0.6）的情况，使用相位差为180°的脉冲输入速度和考虑频率为5Hz实现了97.6%的最大混合。在相同条件下，牛顿流体和剪切增稠流体的混合指数分别为89.1%和85.2%（n=1.4）。本文的研究结果将有助于设计在较小的长度和时间跨度内有效混合非牛顿流体的微混合器。
2022-08-31 physics.flu-dyn
Numerical Study of Non-Newtonian Effects on Fast Transient Flows in Helical Pipes
本研究着重于非牛顿流体在螺旋管中层流快速瞬变流动的参数研究。经典的流体锤模拟没有处理管道螺旋度和非牛顿流体的特性，而目前的工作解决这些功能。为此，采用幂律模型来适应流体的非牛顿行为。通过修正流体的体积弹性模量，考虑了管壁弹性和工质压缩性的影响。三维数值分析的结果表明，与现有的实验数据吻合良好，他们表明，流体的非牛顿特性显着影响的压力头响应，速度和剪切应力分布，以及所形成的二次流的强度。在流体锤的第一阶段，即偏差最大的阶段，剪切变稀和剪切变稠流体的管壁中点处的壁面剪应力值分别比牛顿流体低67.7%和高200%。剪切变稀流体和剪切变稠流体的上半段轴向涡量平均值分别比牛顿流体低65.5%和高111.7%。
2017-03-19 physics.flu-dyn
Spatial and temporal scaled physical modeling of fluid convection using hypergravity
比例尺物理模型是理解自然界中流体行为的重要手段。然而，一个常见的错误来源是相互矛盾的相似性标准。在这里，我们提出使用超重力来改善重力主导的流体对流的标度相似性，例如自然对流和多相流。我们证明了该方法的有效性，通过调查水盐水浮力射流实验超重力下创建的离心机。结果表明，尺度相似性随重力加速度的增加而增加。特别是，该模型最好地代表原型下N3 g的空间尺度为1/N和时间尺度为1/N2，同时满足弗劳德和雷诺准则。从科氏力和湍流的角度讨论了离心半径和流体速度在决定缩尺模型精度中的重要性。该研究为重力作用下流体的物理模拟提供了一个新的方向，具有广阔的应用前景。
2021-03-30 physics.flu-dyn
Symmetry of the Flows of Newtonian and Non-Newtonian Fluids in the Diverging and Converging Plane Channels
本文给出了在小开度角（发散角和收敛角）的发散和收敛平面通道（扩压器和扰流器）中各种层流状态的研究结果。通过求解纳维-斯托克斯方程，对粘性不可压缩流体进行了数值模拟。本文给出了扩压器和扩压器内流动性质随雷诺数的变化，即从静止对称到静止非对称再到非静止的结果。对牛顿流体、拟塑性流体和粘性流体按Ostwald-de Waele幂律进行粘性计算，数值计算得到了平面扩压器和扩压器中这些流型随雷诺数的变化范围，并显示了扩压器中流型随雷诺数的变化从对称稳态到非对称稳态和非对称非稳态的转变过程。给出了在牛顿流体和非牛顿流体情况下确定这些流动模式存在范围的雷诺数的值。
2022-03-09 physics.flu-dyn
From conduction to convection of thermally relativistic fluids between two parallel walls under gravitational force
从理论和数值两方面讨论了重力作用下两平行壁间热相对论流体的热传导和对流。在理论讨论中，我们假设洛伦兹收缩被忽略，时空是平坦的。为了了解重力作用下两平行壁之间热相对论流体的热传导和对流，我们采用直接模拟蒙特卡罗方法求解相对论性玻尔兹曼方程。数值结果表明，当流场处于稀薄区和连续区之间的过渡区时，在两壁附近形成了强烈的非平衡态，这使得我们不能在相对论Navier-Stokes-Fourier方程的框架内讨论热相对论流体在重力作用下的热传导向热对流的转变，而在非相对论极限下，两壁附近不会形成这种强非平衡态。
2015-08-21 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Oscillatory Spreading and Surface Instability of a Non-Newtonian Fluid under Compression
淀粉溶液是强非牛顿流体，当受到载荷时，表现出表面不稳定性。将一滴流体夹在两块玻璃板之间，重量为1至5公斤。放在顶板上。流体和板之间的接触面积以振荡的方式增加，这与牛顿流体在类似情况下的情况不同。此外，周边发展粘性指状不稳定性，这是在压缩下不期望的。我们试图通过一个粘弹性模型，结合广义微积分的非牛顿性质的流体建模。这被示出在表面应变中表现出定性类似的振荡变化。
2010-12-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stability of stratified two-phase channel flows of Newtonian/non-Newtonian shear-thinning fluids
研究了剪切变稀流体水平和倾斜分层槽道流在全波长扰动下的线性稳定性。Carreau模型已被选择用于剪切稀化流体的流变学建模，因为其能够适当地描述在低剪切速率和高剪切速率下的恒定粘度极限（牛顿行为）。结果以稳定边界的形式在流型图（以相的表观速度为坐标）上给出了几个实际上重要的气-液和液-液系统。的稳定性地图是伴随着空间配置文件的临界扰动，以及在非牛顿层的有效和切线粘度的分布，以显示剪切稀化液体的复杂流变行为的影响，负责触发不稳定的机制。由于所考虑的问题的复杂性，提出了一种工作方法，以减轻搜索的稳定性边界。所提出的方法的实施有助于揭示，在许多情况下，对更简单的牛顿问题的研究足以预测光滑分层流的精确（非牛顿）稳定性边界（即，在水平气液流情况下）。因此，从牛顿流体的稳定性分析中获得的知识适用于那些（通常是高粘度的）非牛顿系统。由于高粘性牛顿液体分层流的稳定性在文献中还没有研究，有趣的发现，粘度的影响也得到了。
2017-06-28 physics.flu-dyn
Covering convection with thermal blankets: fluid-structure interactions in thermal convection
本研究通过数值实验和物理建模考察对流流体与漂浮板块的流固耦合，揭示热毯效应并表明小板块在适当条件下可汇聚成超大陆。
2024-12-19 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Various Newtonian stresses from macroscopic fluid to microscopic celled fluid
我们表明，在不同的流体模型和应用牛顿第二定律的不同形式中，可以选择各种应力表达式，但是总是有一个牛顿第二定律限制并提供这些表达式的灵活性。当流体从微观角度被视为由细胞组成时，温度力（内部动能的梯度）也可以驱动它们流动。
2004-11-25 physics.class-ph physics.flu-dyn
Rayleigh-Bénard convection of a model emulsion: anomalous heat-flux fluctuations and finite-size droplets effects
本文对二维乳状液中的Rayleigh-Bénard对流进行了中尺度数值模拟。所研究的系统是由有限大小的液滴，其浓度Phi_0系统地从小（牛顿乳液）到大值（非牛顿乳液）变化。我们专注于表征的传热性能接近从传导到对流状态的过渡，在那里它是已知的，一个均匀的牛顿系统表现出稳定的流动和时间无关的热通量。与此形成鲜明对比的是，乳液表现出非稳态动力学与波动的热通量。在本文中，我们的目的是通过详细的研究，这种非稳态动力学的特征的时间平均热通量及其波动。为了了解时间平均热通量，我们提出了一个并排的乳液系统和单相（SP）系统，其粘度是从乳液的剪切流变学构造之间的比较。我们表明，只有当适当程度的粗粒化（在液滴尺度）引入局部粘度，这样的局部封闭工作良好。为了深入研究热通量的波动，我们提出了一个并排的牛顿乳液和非牛顿乳液之间的比较，在固定的时间平均热通量。这种比较阐明，有限尺寸的液滴和非牛顿流变学合作，以触发增强的热通量波动的液滴尺度。这些增强的波动植根于遥远的液滴之间的空间相关性的出现，我们强调通过直接测量的液滴位移和相关的关联函数的特性。所观察到的结果提供了具有有限尺寸成分的受限系统的传热性能的见解。
2021-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Enhancement of bacterial rheotaxis in non-Newtonian fluids
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文通过实验、数值模拟与理论建模研究非牛顿剪切稀化流体中近壁大肠杆菌的趋流性，发现其逆流游动较牛顿流体增强一个数量级，并揭示扭矩对齐机制。
2024-09-07 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
On the Rayleigh--B\' enard convection problem for rotating fluids
本文证明标准Oberbeck–Boussinesq近似无法作为旋转坐标系中Navier–Stokes–Fourier系统的奇异极限获得，挑战了传统热驱动流体模型。
2025-08-04 math.AP physics.flu-dyn
Convection in a coupled fluid-porous media system
我们进行线性和非线性的热对流的稳定性分析的流体覆盖饱和多孔介质。我们使用一个耦合系统，分别用纳维-斯托克斯方程和达西方程控制自由流动和多孔区域。在Lions界面条件（指定流体-介质界面上的法向力平衡）中引入动态压力项，允许在通常不合作的非线性平流项上约束能量，从而实现新的非线性稳定性结果。在某些制度，非线性稳定阈值同意密切的线性，我们量化的差异存在。然后，我们比较稳定阈值的切向界面条件的几个常见的变种，使用数值和渐近的小达西数限制。最后，我们调查之间的过渡完全对流和流体为主的对流，使用数值和启发式理论。这种启发式理论的基础上比较在每个域中的瑞利数的比率，其相应的临界值，它被证明是同意合理以及关于如何过渡取决于深度比，达西数，和热扩散率比的数值。
2019-07-05 physics.flu-dyn
Experimental Observation of Differences in the Dynamic Response of Newtonian and Viscoelastic Fluids
本文对牛顿流体和麦克斯韦流体在振荡压力梯度作用下的动态响应进行了实验研究。我们使用激光多普勒测速仪，以确定每一个流体的速度内的圆柱形管。在牛顿流体的情况下，观察到耗散性质，并且响应服从Zhou和Sheng普适性（PRB 39，12027（1989））。在麦克斯韦流体的动态响应中，观察到在相应理论（PRE 58，6323（1998））预测的频率处的增强。
2003-08-18 physics.class-ph physics.flu-dyn
Refined radial basis function-generated finite difference analysis of non-Newtonian natural convection
针对封闭差热腔非牛顿自然对流问题，提出改进RBF-FD求解方法，采用无网格离散与节点密度优化，可大幅减少节点数并保持精度，具备几何灵活性。
2025-02-20 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Biaxial extensional viscous dissipation in sheets expansion formed by impact of drops of Newtonian and non-Newtonian fluids
我们研究了由简单牛顿流体或高分子水溶性聚合物链的溶液组成的自由膨胀液体片。一个薄片是由落在覆盖有一层液氮的石英板上的冲击产生的，由于反向莱顿弗罗斯特效应，液氮层抑制了剪切粘性耗散。片材径向膨胀，直到达到最大直径，随后后退。实验表明存在两种膨胀状态：毛细状态，其中最大膨胀由表面张力力控制并且不依赖于粘度，以及粘性状态，其中膨胀随着粘度的增加而减小。在粘性制度，片材膨胀聚合物样品是强烈增强相比，牛顿样品具有可比的零剪切粘度。我们发现，牛顿和非牛顿流体的数据崩溃的一个独特的主曲线，其中最大的膨胀因子绘制对相关的有效双轴拉伸Ohnesorge数，取决于流体密度，表面张力和双轴拉伸粘度。对于牛顿流体，该双轴拉伸粘度是剪切粘度的六倍。相比之下，对于非牛顿流体，确定了特征性的Weissenberg数依赖的双轴拉伸粘度，这与文献中报道的聚合物液体的双轴拉伸流动的实验和理论结果定量一致。
2020-04-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Similarity Analysis for Heat Transfer in Newtonian and Power Law Fluids Using the Instantaneous Wall Shear Stress
本文提出了一种将牛顿流体和幂律流体管流传热的现有实验数据压缩成单一主曲线的技术。它还讨论了热，质量和动量类比的理论基础和本分析的湍流可视化的影响。
2010-09-01 physics.flu-dyn
Non-Newtonian effects in the peristaltic flow of a Maxwell fluid
通过研究Maxwell流体在圆管中的流动，分析了粘弹性对多孔介质中流体动力学的影响。本研究调查新奇的经典蠕动机制所带来的列入非牛顿效应是重要的，例如，碳氢化合物。这个问题在各个科学分支中有许多应用，包括弹性波作用下多孔介质中流体流动的模拟。我们已经发现，在极端非牛顿状态下，流体可能沿与在管壁上行进的波的传播方向{ \it相反}的方向流动。
2001-07-31 physics.flu-dyn
Stress analysis of dilute particle suspensions in non-Newtonian fluids with efficient evaluation in the weakly non-Newtonian limit
Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University（康奈尔大学机械与航空航天工程学院）；Robert Frederick Smith School of Chemical and Biomolecular Engineering, Cornell University（康奈尔大学罗伯特·弗雷德里克·史密斯化学与生物分子工程学院）
本文提出了一种半解析框架，用于计算稀释粒子载流非牛顿流体中的悬浮应力，适用于弱非牛顿极限下的各种流体。
2025-12-23 cond-mat.soft math-ph math.MP
Laminar mixed convection in an eccentric annular horizontal duct for a thermodependent non-Newtonian fluid
本文研究了纯粘性剪切变稀流体在水平偏心环形管道中的混合对流。内圆筒和外圆筒以恒定和均匀的热通量密度加热。本文的目的是研究偏心率的变化、流体的流变行为以及流变参数的热依赖性对浮力引起的流动重组和热分层的影响。在加热区的入口处，假设建立了动态状态并且温度分布均匀。守恒方程数值求解采用有限差分法与隐式计划。由自然对流引起的二次方位流在进口段下游发展。这种流动在管道的给定部分上产生了热场的分层，其从入口向下游增强。另一方面，随着加热壁附近温度的增加而降低的一致性产生朝向壁的离心径向流。偏心率的存在反过来又会对主动力场和热场的分层产生显著影响。本文讨论了两种向上偏心和向下偏心的情况。这表明，向上移动的温度场的层化增加，而在向下移动的情况下，层化开始减弱，从一定的偏心率。这在可能的工业应用方面代表了一个重要的结果。我们确实可以得出这样的结论，即适当选择向下的偏心率可以减少热分层，在同心加热环形管道[1]的情况下实验观察到，当这种分层是不希望的。该偏心率的选择取决于流体的流变学和热性质。
2022-09-28 physics.flu-dyn
Quasi-static perforation of the ceramic foam core sandwich panels impregnated with Newtonian and non-Newtonian fluids
本文对填充牛顿流体和非牛顿流体的泡沫陶瓷夹芯板在准静态压入载荷作用下的力学响应和能量吸收进行了实验研究。此外，还讨论了面板层数（面板厚度）和边界条件对夹层板力学响应和能量吸收的影响。夹层板由两个不同厚度的玻璃/环氧树脂面板（4层和8层）和一个开孔陶瓷泡沫芯组成。该泡沫用牛顿（甘油）和非牛顿（乙二醇和Aerosil的混合物）流体饱和。夹层板在两种不同的支撑条件下进行了测试，简支和完全固定（夹紧）。结果表明，纯复合材料和STF填充的夹层板的损伤面积远高于甘油填充的泡沫芯夹层板。此外，STF饱和夹层板吸收更高的能量相比，其他两种类型的夹层板在准静态冲剪试验。
2021-03-11 hep-ex physics.flu-dyn
The study of temperature field impact on velocity of fluid in streamlines coordinates in free convection problem
过渡到由流线和正交流线形成的坐标系，便于简化Navier-Stokes和Fourier-Kirchoff系统。我们得到这样的坐标变换，考虑到有必要引入积分因子，不等于单位的粘性流。该过渡允许以显式形式近似地表达速度模和速度矢量相对于垂直方向的倾斜度。
2017-10-26 physics.flu-dyn
Asymptotic analysis of the lattice Boltzmann method for generalized Newtonian fluid flows
本文对广义牛顿流体在D2 Q9格点上的两种不同BGK型碰撞机制下的格子玻尔兹曼方法进行了详细的渐近分析。与基于Chapman-Enskog展开导出的可压缩纳维-斯托克斯方程不同，我们的分析直接给出了不可压缩的Navier-Stokes方程，并揭示了格子Boltzmann解的某些重要特征.此外，我们的分析提供了一个理论基础，使用迭代计算的应变率张量，这是特别有意义的广义牛顿流体。作为一个副产品，一个看似新的结构条件的广义牛顿流体被挑出来。该条件读作“应力张量的大小随着剪切速率的增加而增加”。我们验证这个条件的所有现有的本构关系，这是我们已知的。此外，它可以直接将我们的分析扩展到MRT模型或三维晶格。
2013-09-30 physics.flu-dyn
Parameter dependences of convection driven dynamos in rotating spherical fluid shells
为了理解行星和恒星发电机的对流驱动发电机在旋转球壳的主要参数依赖的概述是可取的。虽然计算上可访问的参数空间是有限的，早期的工作是扩展的，重点是更高的普朗特数和均匀的热通量条件的外边界。从发电机占主导地位的非轴对称分量的磁场占主导地位的轴对称分量取决于磁普朗特数，以及在普通的普朗特数为较高的值的旋转参数$τ$。还讨论了后一个参数的过渡的依赖性。各种振荡发电机提出和解释发电机波，驻波或修改松弛振荡。
2009-04-28 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
