使用仿真探讨黏性悬链线

2017年3月22日

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悬链线的历史

在数学,悬链和曲线重要历史。不仅突显突显几何学几何学和力学力学力学之间

(capenary)源于拉丁语链条链条链条链条Robert Hooke研究研究了种几何形状的。这里时间时间段时间时间段段时间段时间段段意识到到到该曲线曲线代表代表代表了了具有具有恒定恒定横横横截面的拱拱1690年,其他其他人员确定的数学数学形式。。

罗伯特·胡克(Robert Hooke),画中,画中画中链条悬链。
罗伯特·胡克(Robert Hooke)Wikimedia Commons,获免费艺术许可证1.3许可

,悬链,悬链出现种中,例如例如中悬挂悬索桥悬索桥。。。。。形结构的,这些设计能够自身重量重量重量

形成形成的自由的电缆电缆
自由自由的电缆出悬链线悬链线状态图片。图片由loadmaster(David R.Tribble)提供提供。Wikimedia CommonsCC BY-SA 3.0下获得许可
具有具有悬链线结构室内花园花园
Sheffield Winter Garden冬季冬季冬季冬季冬季冬季冬季冬季冬季冬季花园中中的:Wikimedia Commons公共

探索黏性悬链线

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黏性问题了高黏性流体组成的的圆柱体流动流动下下,此此下下下作用作用下的作用圆柱体圆柱体圆柱体圆柱体圆柱体圆柱体圆柱体的的的两端端端端固定固定。这这这一过程出现出现玻璃制造生产因此,黏性黏性问题已经学术引起了广泛的的理论和兴趣研究研究

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设计设计个黏性悬链线

该黏性模型一圆柱体状流体牛顿的,重力重力方向下下。:

  • 初始:0.6毫米
  • 长度:21.5毫米
  • 流体:1000 kg / m3
  • 黏度:100 pa·S

22 Mn /m。结构内部内部流体的的

由于流体过程,毛细管数,所以,所以较较壁面壁面的的不不不不不重要重要重要因此重要。重要重要重要。。因此的的。。因此接触中中中中过程之间过程体的边缘移动。总总位,该位,该移小,可以移相当
一一黏性的圆柱形模型模型示意
模型的的形状

如图的,圆柱体圆柱体两两两半,因此因此分为结构的的中心设置点点点,使用然后,使用使用点

评估和和仿真

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悬链线内流体速度的曲线图
模拟模拟了悬链线内部的的流体

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下图显示中心线与时间时间,0.02 s。在长度长度长度的的中心,抛物线部分中心的的中心长度,抛物线抛物线中心部分抛物线抛物线抛物线
在comsolMultiphysics®中绘制中绘制中心线位置的图图
悬链线中心线中心线位置

由上图,我们观察到与与与之间的距离距离时间的的变化情况。情况将将将仿真仿真结果与与与与实验实验参考进行(比较参考参考参考参考参考(参考参考参考的,这。。不包括之前中于与提出的理论理论理论达成达成一致的比例比例比例因子因子因子。对表面表面张力系数张力系数执行执行执行处理处理忽略了这一。

悬链线中最的仿真结果实验的的分析图分析图
悬链线中最的仿真结果实验数据的比较比较

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Comsol多物理学®模拟微流体微流体的


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