高分子稀溶液最大减阻极限(MDR)的机理研究

采用数值计算与实验相结合的方法研究高分子稀溶液湍流减阻问题。运用谱方法对在槽道流中的高分子稀溶液湍流减阻现象进行直接数值模拟，通过对流变参数，雷诺数, 计算区域与网格, 数值扩散系数等的系统调整, 获得接近最大减阻极限(MDR)的减阻率, 得到高可靠性的在最大减阻极限状况下的流场及高分子弹性应力分布, 从而得到湍流统计量, 涡旋和拟序结构, 猝发周期, 雷诺剪切应力和应力缺失, 湍流动能能量及涡量动能能量等随减阻率的变化规律, 进而揭示高分子稀溶液减阻，特别是最大减阻极限的机理, 全面统一地阐释高分子稀溶液减阻现象。同时在现有实验设备基础上改造一槽道流实验台, 综合运用PIV(粒子图像测速)和PDPA(相位多普勒粒子分析)技术获得测量流场, 验证计算结果和减阻机理, 建立减阻状况下的湍流模型。反过来, 通过与无减阻状况下湍流相比较也会使我们对湍流本质的认识有所启迪。