聚合物减阻流动的弹性两相流模型的创建和PIV实验研究

高分子聚合物减阻十分复杂，虽然人们对它进行了大量的理论分析、实验研究和数值模拟，但减阻的机理仍然在探索中。本项目拟采用PIV测量技术对槽道和边界层流动中的近壁区湍流拟序结构进行详细的测定，研究高分子添加剂对湍流底层条带结构的形成和发展的影响；对流向涡、横向涡和马蹄形涡等各种涡结构的形成和发展的影响；对猝发现象的影响。建立一个将溶剂模化为连续介质，将高分子模化为众多离散弹性元素的两相流模型。发展高效算法，通过直接数值模拟查明高分子的变形，时空分布与湍流结构尤其是近壁区的拟序结构的关系。研究摩擦阻力系数与粘性应力，雷诺应力和高分子应力之间的定量关系；研究减阻流动的湍动能，弹性能等的收支平衡关系；研究高分子对能量级串的影响。通过实验和数值对比研究深化对减阻机理的认识，为设计更高效率的高分子减阻系统提供理论指导。