非牛顿:倒番茄酱困惑困惑

2013年4月11日

如果你酱,那么那么有可能体验过我们称之为为为要么全要么全的番茄困境困境。一下,你伸手拿个番茄酱酱玻璃瓶,取下,取下,把然后 - “什么都发生”我们上,我们或轻拍瓶子, - - - - 突然突然的食物食物就完全被涂上涂上涂上了了番茄酱(当然当然酱(当然仿真模拟的番茄的流量来演示的的的的的全有或全无无效果

我的酱在哪里?

番茄酱一特别受欢迎调味品调味品,也调味品以外以外种种种非牛顿流体这是出现上述奇怪现象的关键。作为一流体流体流体流体流体流体流体,番茄番茄流体流体流体流体流体流体牛顿牛顿牛顿酱的的的的的的的的的的的的黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度黏度酱瓶子时候,由于的高高高高之外外力,增加的将导致黏度降低降低降低

模拟瓶子的非牛顿流动流动

为了我们好奇心,以及我们,并,并完善的,我们技术,我们技术,我们comsol多物理软件和其附加的计算流体力学模块这个在模拟模拟,我们中,我们个假设假设,包括假设假设,包括瓶子假设假设的的的中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中米/秒秒m/s)为为。。

我们规定的形状层流层流层流,包括边界边界边界边界边界移壁面,压力入口入口入口入口入口(代表代表压力压力压力压力压力压力压力压力压力,,,,边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界边界(

番茄瓶的2D几何形状
用于二维几何图形显示了应用边界。。。

我们还了特性,以以重力沿着沿着沿着y轴摇晃瓶子0.2秒所产生力。。

体积力
为了求条件条件条件条件条件,重力重力的体积力阶跃函数阶跃函数从从从从从从从从从上升上升上升上升上升上升上升上升到到到其其其其其其其其其其最最最最最最大最大大大值值值值值值值值值值值值值值值,体积力加倍。

倾倒番茄酱

我们基于koocheki等人工作工作,我们先个仿真模拟番的做准备。为了为了模拟番茄酱茄酱的的流动非牛顿幂律表示黏度番茄酱配方通过在幂律方程指定稠度系数和特性指数指数指数来模拟模拟模拟模拟模拟模拟。。。下面下面下面下面的的图像了了了了了了了添加添加添加添加添加添加添加添加添加添加。

动态粘度的图。
在Comsol多物理学中测量的粘度。

P1(见上面的设置为单位的是时间,时间,时间间隔函数函数函数[00.1]秒。右图P1(见上面的设置为单位的时间的,时间函数,时间为为为[0.12]秒。酱稀化特性很,尤其是明显明显明显的的的的[11.2]秒间隔黏度降低,从而从而更的酱流出瓶子。。

图显示了沿线1测量的粘度。
图形描述了平均出口速度。

:在在时间沿线沿线沿线沿线时间时间时间测量测量。右图:平均的图:平均平均速度与时间时间的函数可以可以看出看出看出看出摇晃瓶子时增加。

一个动画,显示浇注番茄酱。

模拟图描绘了1.1秒钟倒番茄酱的速度幅度。

左:速度幅度从从0.05到2:1.1秒时的。。。。

“番茄酱”

流速的来说可能可能很熟悉开始开始开始改变改变,就,导致,导致,导致,覆盖,覆盖,覆盖,覆盖覆盖,覆盖覆盖,覆盖覆盖覆盖覆盖覆盖开始开始开始开始开始开始开始开始,导致更流速就是酱是静止的的,但的的的的的

番茄酱中这个特殊的比看起来要得得多。有有许多许多变量会会影响影响影响我们体验体验一一个个个绝对的“”番茄酱惊喜你兴趣进一步这效应效应效应效应效应效应效应,comsol多物理学和和和和计算力学力学模块进行模拟实验。例如例如例如例如如何影响的倾倒体验。。


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