多场耦合作用下电流变液的动力学特性模拟研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:javapages
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电流变液是一种智能型液体材料,由于它的介观性,其动力学的研究至今仍受到关注。但是,在电流变动力学的前期研究中,很少考虑多场耦合作用下的动力学研究,尤其没有发现电流变响应过程中存在的俘获效应。本文依托于国家自然科学基金项目(51075345),并基于多场耦合作用和电动力学理论,分析电流变液在流经控制场所表征的俘获效应,探讨电流变液在电-力-热-流等耦合载荷环境下的流动特性,从理论建模和数值模拟两个方面展开对多场耦合作用下电流变液的动力学方程及动力学特性进行研究。首先基于电动力学理论,分析了电流变液在耦合场下所表征的俘获效应,对电流变液在多场耦合作用下的结构-力动态耦合方程进行了推导;并基于N-S方程,结合探讨的结构-力动态耦合方程,研究了电流变液在电场和Poiseuille流场耦合作用下的耦合动力学模型。采用分子动力学方法,对电流变液的势函数、耦合动力学无量纲方程、Velocity-Verlet数值算法、初始和周期性边界条件以及积分步长和截断半径进行了探讨,并分析了多场耦合作用下电流变液的平均剪切应力。数值模拟了单一场作用下和多场耦合作用下电流变液微观结构的演变过程,并分析了电流变液在动态响应过程中的动态力学性能,探究结构变化与动力学特性耦合的关系;研究和讨论了Mn数和体积分数对耦合场下电流变液链结构和动力学特性的影响。研究表明:在多场耦合作用下,电流变液历经链状结构-体心立方结构-层状结构的变化,引起了结构与力的动态耦合,表征建立的电流变液耦合动力学模型及利用的分子动力学方法能较好地满足数值分析;另外Mn数和体积分数对电流变液微观结构和动力学特性耦合影响明显。本文的研究工作从动力学角度补充的诠释了电流变效应机理学说,对寻求电流变液正确的配方设计和合理的工程应用有着积极的作用。
其他文献
随着我国经济的迅猛发展以及人们对出行便捷性要求的提高,特别是“高速”、“重载”等重大方针的实施,都极大的促进了铁路的发展。然而,随着钢轨与车轮间的载荷传递越来越大,
在现代高速、高效加工技术迅速发展下,陶瓷材料(主要分为氧化铝基和氮化硅基陶瓷材料)以其优异的耐磨性和稳定的高温性能成为当世纪最有应用前景的刀具材料之一,但目前仍有一
非球面优良的光学性质使其在许多领域的应用具有不可替代性。长期以来,非球面的超精密加工和检测仍然存在许多困难,尤其是中、大型非球曲面,不但加工精度难以控制,而且成本高
习近平总书记对思想政治工作十分关注.他近年来的系列指示是“全方位”与“全过程”的相统合,将思想政治工作推向新台阶.“全方位”是工程的大局定位,它是由若干部分有机结合
近年来雾霾、水域污染等环境问题愈演愈烈,世界各国都开始将研究目光聚焦在新能源领域。而中国作为能源消费大国,能源的消费构成却很不合理,清洁能源的消费占比只有4%,太阳能