非牛顿流体阻塞效应的研究

来源：机床与液压杂志2025年第10期北京时间：

作者：郑伟，赵雪峰，杨海，陈曦，刘勇

单位：贵州大学机械工程学院；贵州大学机械工程学院；贵州大学机械工程学院；贵州大学机械工程学院；贵州大学机械工程学院

摘要：为了研究非牛顿流体剪切阻塞效应中阻塞区域的形成和发展，制备了两种不同分散相质量分数的非牛顿流体，通过流变测试获得黏度-剪切速率关系以确定材料特性；利用有限元仿真软件Fluent建立冲击器非牛顿流体的仿真模型，获得冲击过程中非牛顿流体的应变率和黏度。对比分析不同分散相质量分数和冲击速度下的应变率和黏度变化规律，研究非牛顿流体分散相质量分数、冲击速度对阻塞区域的影响。通过高黏度-高应变率区联合表征法界定阻塞区域，最终构建可预测STF冲击过程中剪切阻塞区域发展的数值模型。结果表明：分散相质量分数和冲击速度越大，阻塞区域面积越大，阻塞区域传播速度越快；分散相质量分数越大，冲击速度越小，非牛顿流体的黏度松弛越快。

关键词：非牛顿流体;流变特性;阻塞效应;冲击

基金资助：国家自然科学基金地区科学基金项目（52065012）；贵州省科技计划项目（黔科合基础-ZK\[2022\]一般153）