使用非牛顿广义模型

在湍流中使用非牛顿广义化模型

非牛顿广义化模型现在可用于湍流；之前它们只能用于层流。

注意，因为湍流模型设计用于牛顿流体，所以此方法并非绝对有效；目前已知，非牛顿流体的壁面结果有所不同。此外，湍流模型不考虑任何流体粘弹性。但是，在很多情况下，使用（不正确）湍流模型获得的结果比通过假定层流获得的结果更好。

如果在湍流中使用非牛顿广义化模型，则应自行承担相关风险。

在多相流体中使用非牛顿模型

非牛顿广义化模型可用于模拟多相流体。可以通过指定标量物理量来定义这些模型的属性，然后使用场函数分配它们的值。此方法可以更灵活地调整这些模型，以准确表示非牛顿流体的行为。

在多相流体中使用非牛顿广义化模型时，具有以下限制：

• 非牛顿广义交叉流体模型仅兼容流体体积 (VOF) 多相模型。

• 离散相不能指定为非牛顿流体。因此，无法定义非牛顿相（必须为连续相）之间的任何相间相互作用。

选择非牛顿模型

下图显示了 [13] 中模型的比较。三参数交叉模型和四参数 Carreau-Yasuda 模型非常适合此剪切薄化材料的实验数据。

但是，这些模型要求提供牛顿平台的零剪切和无限剪切值。相反，两参数幂次定律需要的输入更少，并且非常适合主剪切薄化（或剪切加厚）区域，但是由于流体逼近牛顿平台，因此该方法将失去精度。

这些方法可用于层流和湍流液体流的材料属性动力粘度。它们可用于单相和多相流体。可在属性窗口中设置此函数的系数属性。

非牛顿广义幂次定律属性

非牛顿广义幂次定律

此方法将两个流变模型合并为一个模型：

• Hershel-Bulkley
• 幂次定律/Ostwald de Waele

显示 Eqn. (660) 中的以下项：

• 一致性因子 $k$
• 幂律指数 $n$
• 粘度亚松弛因子 μ 的亚松弛 ${\mu }_{}$
• 最小粘度限制允许的 μ 最小值 ${\mu }_{}$
• 最大粘度限制允许的 μ 最大值 ${\mu }_{}$

  进一步显示 Eqn. (664) 中的以下项：

• 屈服应力阈值 ${\tau }_y$
• 屈服粘度 ${\mu }_y$

要获得幂次定律/Ostwald de Waele 粘度函数，将屈服应力和屈服粘度设为 ${\tau }_y=0$ 和 ${\mu }_y=0$ 。

非牛顿广义交叉流体属性

非牛顿广义交叉流体

显示 Eqn. (661) 中的以下项：

• 交叉率常数 $m$
• 零剪切粘度 ${\mu }_0$
• 无限剪切粘度 ${\mu }_{\infty }$
• 临界剪切速率 ${\dot{\gamma }}_c$
• 粘度亚松弛因子 μ 的亚松弛 ${\mu }_{}$

  进一步显示 Eqn. (665) 中的以下项：

• 屈服应力阈值 ${\tau }_y$
• 屈服粘度 ${\mu }_y$

非牛顿广义 Carreau-Yasuda 流体属性

非牛顿广义 Carreau-Yasuda 流体

显示 Eqn. (662) 中的以下项：

• 次幂常数 $n$
• a 参数 $a$
• 零剪切粘度 ${\mu }_0$
• 无限剪切粘度 ${\mu }_{\infty }$
• 松弛时间 $\lambda$
• 粘度亚松弛因子 μ 的亚松弛 ${\mu }_{}$

• 进一步显示 Eqn. (666) 中的以下项：

• 屈服应力阈值 ${\tau }_y$
• 屈服粘度 ${\mu }_y$