窄槽道內(nèi)繞圓柱纖維懸浮流場的數(shù)值模擬.pdf

1、纖維懸浮流在自然界和工業(yè)中廣泛存在，其在復(fù)合材料、環(huán)境、造紙、紡織等領(lǐng)域的應(yīng)用引起許多研究者的研究興趣。懸浮流中纖維的取向分布和空間構(gòu)形直接影響到相關(guān)材料的力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)等特性，因此，對流場內(nèi)纖維取向分布的研究有重要的意義。
　　 纖維在擠壓-膨脹懸浮流中的運(yùn)動，如含有圓柱的窄槽道流，在復(fù)雜槽道纖維懸浮流中具有代表性。本文采用有限差分法計算流場，基于細(xì)長體理論，利用拉格朗日模型預(yù)測纖維取向，數(shù)值模擬了窄槽道內(nèi)繞圓柱纖維懸浮流場

2、。文中給出了不同雷諾數(shù)，不同障礙物情況下纖維顆粒取向分布狀態(tài)與流場的關(guān)系，以及不同纖維顆粒初始取向，St數(shù)，長徑比對槽道內(nèi)纖維取向分布的影響。將數(shù)值模擬的部分結(jié)果和實驗結(jié)果對比，兩者吻合較好。數(shù)值模擬結(jié)果表明：窄槽道下游中心線區(qū)域由于拉伸流的作用，纖維取向與流場流向一致，雷諾數(shù)的變化只對圓柱后面的尾流區(qū)域纖維取向分布有影響。障礙物大小和形狀的改變只對其附近區(qū)域纖維顆粒取向影響較大，而對槽道內(nèi)纖維最終取向沒有影響。不同初始取向?qū)Σ鄣纼?nèi)上游