奇妙的非牛顿流体
非牛顿流体原理易懂
非牛顿流体原理易懂嘿，朋友们！今天咱来聊聊这个神奇的非牛顿流体呀！你说这非牛顿流体，它可真是个怪玩意儿！就好像它有自己的小脾气似的。
平常的时候呢，你温柔地对待它，它就乖乖的，像个听话的孩子。
但你要是猛地对它使点劲，哎呀呀，它立马就变得硬邦邦的，跟个顽固的石头一样。
咱就说，这像不像咱生活中的一些人呀！平时和和气气的，一旦被惹急了，那可就不好说话啦。
这非牛顿流体不就是这样嘛，你轻轻触碰它，它就顺着你的手流动，感觉软软乎乎的。
可你要是快速地去撞击它，它能一下子就把你给挡住，让你没法再进一步。
大家都见过玉米淀粉和水混合成的非牛顿流体吧？那感觉真的太奇妙啦！你把手慢慢放进去，就像伸进了一团软软的棉花里。
可你要是快速挥拳打进去呢，嘿，你的手就好像打在了一堵墙上，根本穿不过去。
这可太有意思啦！你想想看啊，要是咱能把这非牛顿流体的特性好好利用起来，那能玩出多少花样呀！比如做个有趣的小玩具，让孩子们在玩耍中感受科学的魅力。
或者在一些需要缓冲的地方用上它，既能起到保护作用，又能带来新奇的体验。
而且啊，这非牛顿流体在工业上也有大用处呢！很多机器的减震装置说不定就用到了它的原理。
这就好像是给机器穿上了一层特殊的“防护服”，让它们能更好地工作，减少磨损和损坏。
说真的，大自然可真是太神奇啦，能创造出这么有趣的东西。
咱人类可不能浪费了这份神奇呀，得好好去研究它，利用它。
说不定哪天，这非牛顿流体就能给我们的生活带来翻天覆地的大变化呢！非牛顿流体就是这样一个充满了惊喜和奥秘的存在。
它就像是隐藏在我们身边的一个小宝藏，等待着我们去发掘它的价值。
朋友们，让我们一起去探索这个奇妙的非牛顿流体世界吧，看看还能发现哪些有趣的事情和用途！难道不是很值得我们去探索吗？。
奇妙的“非牛顿流体”
奇妙的“非牛顿流体”作者：叶影来源：《科学24小时》2019年第03期它，一个像鼻涕一样的流体。
作为趣味实验界的新晋网红，它频繁出现在各大综艺节目和科学实验秀的表演现场。
在观众们的印象中，它是坚硬和软弱的结合体，“性格”是吃软不吃硬。
在各类科学表演中，它屡创奇迹：子弹打不穿、电钻钻不透，不仅可以用于徒手开椰子，还可以用于表演轻松水上漂这类武功绝学。
它的名字听上去有点高端，我们称其为“非牛顿流体”。
从科学的角度解释，牛顿流体是符合牛顿剪切定律，即粘度是常数的流体;非牛顿流体则是不符合牛顿剪切定律，即粘度不是常数的流体。
一般来说，非牛顿流体的形态介于液体和固体之间，它不仅仅局限于液体，也可以是固体。
也许你还是有点丈二和尚摸不着头脑。
那么我们换一种更通俗易懂的说法。
事实上，在我们的日常生活中，除了水和空气，绝大部分的流体都是非牛顿流体，例如番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、牛奶、面团、果冻、牙膏、胶水等，包括我们血液细胞里的“半流体”都属于非牛顿流体。
一般的非牛顿流体的特别之处在于它有粘度，而且粘度还会变化。
当表面没有压力时，它像液体一样柔软;当受到压力时，它就会产生粘度，流体的粘度会因受到的压力或速度不同而变化。
压力加大，则粘度增强，这就导致在压力极强的情况下，非牛顿流体会暂时变成固体，正所谓遇强则强。
但并不是所有的非牛顿流体都有上述性质。
非牛顿流体的种类有膨胀性流体、假塑性流体等等，只有膨胀性流体才有上述性质，因此它又称为剪切增稠流体，淀粉溶液就是一种膨胀性非牛顿流体。
但假塑性流体表现刚好相反，它“遇强则弱”，又称为剪切稀化流体，巧克力、酸奶等都属此类。
当我们用铁锤搥打清水时，铁锤可以顺利击穿水面。
而遇上玉米淀粉溶液，就没那么容易了，因为越是用力搥打它，接触面会因压力大而增加粘度，就越无法击穿它，甚至连子弹都做不到。
像玉米淀粉液这类膨胀性非牛顿流体受到击打的速度越快力量越大，它反弹的力也就越大。
在膨胀性非牛顿流体的助力下，开椰子、水上漂都不是梦。
奇妙的非牛顿流体
奇妙的⾮⽜顿流体⽜顿1687年发表了以⽔为⼯作介质的⼀维剪切流动的实验结果。
实验是在两平⾏平板间充满⽔时进⾏的（图1），下平板固定不动，上平板在其⾃⾝平⾯内以等速U 向右运动。
此时附于上下平板的流体质点的速度分别为U 和0，两平板间的速度呈线性分布。
由此得到了著名的⽜顿粘性定律式中，τ是作⽤在上平板流体平⾯上的剪应⼒，du/dy 是剪切应变率，斜率µ 是粘度系数。
图1 两块相对运动平板之间的流体斯托克斯1845年在⽜顿这⼀实验定律的基础上，作了应⼒张量是应变率张量的线性函数、流体各向同性、流体静⽌时应变率为零的三项假设，从⽽导出了⼴泛应⽤于流体⼒学研究的线性本构⽅程，以及现被⼴泛应⽤的纳维－斯托克斯⽅程。
后来⼈们在进⼀步的研究中知道，⽜顿粘性实验定律（以及在此基础上建⽴的纳－斯⽅程）对于描述像⽔和空⽓这样低分⼦量的流体是适合的，⽽对描述具有⾼分⼦量的流体就不合适了，那时剪应⼒与剪切应变率之间已不再满⾜线性关系。
为区别起见，⼈们将剪应⼒与剪切应变率之间满⾜线性关系的流体称为⽜顿流体，⽽把不满⾜线性关系的流体称为⾮⽜顿流体。
形形⾊⾊的⾮⽜顿流体早在⼈类出现之前，⾮⽜顿流体就已存在，因为绝⼤多数⽣物流体都属于现在所定义的⾮⽜顿流体[1]。
⼈⾝上的⾎液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细胞质那样的“半流体”都属于⾮⽜顿流体。
现在去医院作⾎液测试的项⽬之⼀，已不再说是“⾎粘度检查”，⽽是“⾎液流变学检查”（简称⾎流变），这就是因为对⾎液⽽⾔，剪应⼒与剪切应变率之间不再是线性关系，已⽆法只给出⼀个斜率（即粘度）来说明⾎液的⼒学特性。
近⼏⼗年来，促使⾮⽜顿流体研究迅速开展的主要动⼒之⼀是聚合物⼯业的发展。
聚⼄烯，聚丙烯酰氨，聚氯⼄烯，尼龙6，PVS，赛璐珞，涤纶，橡胶溶液，各种⼯程塑料，化纤的熔体、溶液等都是⾮⽜顿流体。
⽯油，泥浆，⽔煤浆，陶瓷浆，纸浆，油漆，油墨，⽛膏，家蚕丝再⽣溶液，钻井⽤的洗井液和完井液，磁浆，某些感光材料的涂液，泡沫，液晶，⾼含沙⽔流，泥⽯流，地幔等也都是⾮⽜顿流体。
非牛顿流体的作文
非牛顿流体的作文你知道非牛顿流体吗？这玩意儿可太有趣啦，就像是来自科学魔法世界的神秘物质。
我第一次接触非牛顿流体是在一个科学小实验的视频里。
当时就觉得，哇塞，这是什么鬼东西，怎么这么神奇呢？它看起来就像普通的液体，稀稀的，软软的，可当你用力去戳它或者快速冲击它的时候，它就立马变得像固体一样坚硬。
就好像一个平时看起来柔柔弱弱的小不点，突然在遇到危险的时候就变身成了超级英雄，刀枪不入。
后来我实在按捺不住好奇心，决定自己动手做一下这个非牛顿流体。
材料还挺简单的，淀粉和水就搞定了。
我按照网上的比例把淀粉倒进水里，然后开始搅拌。
刚开始搅拌的时候，那感觉就像在搅和一团有点稠的面糊，心里还直犯嘀咕，这真的能做出神奇的非牛顿流体吗？可是当我搅着搅着，就发现有点不一样了。
我用手指轻轻地按下去，手指就陷进去了，就像陷入了软软的泥巴里。
但是当我握紧拳头，快速地捶下去的时候，“砰”的一声，我的手被弹了回来，那感觉就像是捶在了一块铁板上。
我当时就乐了，这也太好玩了吧。
非牛顿流体的这种特性让我想到了很多有趣的事情。
比如说，如果用它来做防护装备，那可就太酷了。
想象一下，平时穿着它就像穿了一件轻便的衣服，一点也不影响活动。
可是一旦遇到危险，比如说有什么东西快速撞击过来，它就瞬间变硬，把危险挡在外面。
这可比那些又厚又重的传统防护装备好多了。
还有啊，我觉得非牛顿流体就像是一个调皮的小精灵。
你温柔地对待它，它就温柔地回应你；你要是对它不客气，它就会给你点颜色看看。
我拿着一个小勺子慢慢地在里面划动，就像在平静的湖面上划船一样，很轻松。
但是我要是拿着勺子用力一挖，那勺子就像碰到了坚硬的石头，根本挖不动。
我还和小伙伴们一起玩非牛顿流体呢。
我们把它放在一个大盘子里，然后比赛看谁能最快地把手伸进流体里再拿出来。
结果大家都发现，慢慢地伸进去就很容易，要是着急忙慌地快速伸手，那就只能被弹回来啦。
我们在那笑成一团，这个非牛顿流体就像是我们的开心果，给我们带来了好多欢乐。
最优秀的非牛顿流体作文
最优秀的非牛顿流体作文在这个充满奇妙现象和神秘科学的世界里，有一种东西让我着了迷，那就是非牛顿流体。
记得那是一个阳光明媚的周末，我百无聊赖地在家里翻着一本科学杂志。
突然，“非牛顿流体”这个陌生又奇特的名词跳进了我的眼帘。
书上说，非牛顿流体是一种“吃软不吃硬”的神奇物质，遇强则强，遇弱则弱。
我的好奇心瞬间被点燃，决定自己动手制作，亲身感受一下这神奇的玩意儿。
我迫不及待地冲进厨房，翻出了玉米淀粉和水。
按照书上所说的比例，小心翼翼地开始调配。
先在大碗里倒入了差不多一半的玉米淀粉，然后慢慢地加入水，同时用筷子不停地搅拌。
刚开始的时候，这混合物看起来就像是普通的面糊，我心里还有点小失落，怀疑自己是不是哪里做错了。
但是，当我持续搅拌，奇迹发生了！这东西开始变得有点不一样了。
它不再是单纯的液体，也不是固体，而是一种介于两者之间的、黏糊糊的存在。
我轻轻把手指放进去，它就像水一样，让我的手指轻易地陷了进去。
可当我试图快速抽回手指时，却感觉到一股强大的阻力，仿佛被什么无形的力量紧紧抓住了。
我兴奋极了，又加大了力度去戳它。
嘿，这一下它变得硬邦邦的，我的手指根本戳不进去。
我就像发现了新大陆一样，不停地变换着力度和速度去和它“互动”。
接下来，我决定做一个更有趣的实验。
我找来了一个小球，轻轻地把它放在非牛顿流体的表面。
小球慢慢地陷了进去，就像陷入了一片沼泽。
然后我拿起一个更大更重的球，用力砸向它。
神奇的事情发生了，球砸在上面竟然被弹了回来，就好像非牛顿流体变成了一个超级有弹性的蹦床。
我玩得不亦乐乎，甚至把整只手都放进非牛顿流体里，然后猛地握拳抬起。
哇，我的手上竟然“挂”着一层厚厚的流体，像是戴上了一副奇特的手套。
当我慢慢地松开拳头，这“手套”又像融化的巧克力一样流了回去。
我还尝试着在非牛顿流体上走路。
一开始，我小心翼翼地把一只脚放上去，感觉就像踩在了软软的棉花上，慢慢地整个身体的重量压上去，它居然能承受住我，没有让我陷下去。
奇妙的“非牛顿流体”
Ai Qingchun ·青春爱文/叶影它，一个像鼻涕一样的流体。
作为趣味实验界的新晋网红，它频繁出现在各大综艺节目和科学实验秀的表演现场。
在观众们的印象中，它是坚硬和软弱的结合体，“性格”是吃软不吃硬。
在各类科学表演中，它屡创奇迹：子弹打不穿、电钻钻不透，不仅可以用于徒手开椰子，还可以用于表演轻松水上漂这类武功绝学。
它的名字听上去有点高端，我们称其为“非牛顿流体”。
从科学的角度解释，牛顿流体是符合牛顿剪切定律，即粘度是常数的流体；非牛顿流体则是不符合牛顿剪切定律，即粘度不是常数的流体。
一般来说，非牛顿流体的形态介于液体和固体之间，它不仅仅局限于液体，也可以是固体。
也许你还是有点丈二和尚摸不着头脑。
那么我们换一种更通俗易懂的说法。
事实上，在我们的日常生活中，除了水和空气，绝大部分的流体都是非牛顿流体，例如番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、牛奶、面团、果冻、牙膏、胶水等，包括我们血液细胞里的“半流体”都属于非牛顿流体。
一般的非牛顿流体的特别之处在于它有粘度，而且粘度还会变化。
当表面没有压力时，它像液体一样柔软；当受到压力时，它就会产生粘度，流体的粘度会因受到的压力或速度不同而变化。
压力加大，则粘度增强，这就导致在压力极强的情况下，非牛顿流体会暂时变成固体，正所谓遇强则强。
但并不是所有的非牛顿流体都有上述性质。
非牛顿流体的种类有膨胀性流体、假塑性流体等等，只有膨胀性流体才有上述性质，因此它又称为剪切增稠流体，淀粉溶液就是一种膨胀性非牛顿流体。
但假塑性流体表现刚好相反，它“遇强则弱”，又称为剪切稀化流体，巧克力、酸奶等都属此类。
当我们用铁锤搥打清水时，铁锤可以顺利击穿水面。
而遇上玉米淀粉溶液，就没那么容易了，因为越是用力搥打它，接触面会因压力大而增加粘度，就越无法击穿它，甚至连子弹都做不到。
像玉米淀粉液这类膨胀性非牛顿流体受到击打的速度越快力量越大，它反弹的力也就越大。
在膨胀性非牛顿流体的助力下，开椰子、水上漂都不是梦。
非牛顿流体四百字作文
非牛顿流体四百字作文
非牛顿流体，超酷的液态魔法。
听说过非牛顿流体吗？这玩意儿可不是普通的液体哦！你轻轻
碰它，它就像丝绸一样滑溜；但你猛地一推，它就硬得像石头一样。
想象一下，那种感觉就像是在玩变魔术，简直酷毙了！
其实，这流体不仅仅是好玩那么简单。
它告诉我们，世界不总
是按套路出牌，有时候得咱们自己去发现新玩意儿。
就像这流体，
在不同情况下它表现不一样，咱们也得学会在不同环境中找自己的
位置，活出自己的精彩。
实验室里的科学家们可是玩转了这非牛顿流体！他们观察它、
记录它、分析它，就像是侦探在破案一样。
每次实验都像是一次冒险，让人兴奋不已。
这些科学家们，他们可是真的懂得怎么探索未知、怎么让知识更丰富。
说到这非牛顿流体，我突然觉得它就像是个生活导师。
它告诉
我们，别总是按照老规矩来，得敢于尝试新东西，勇于面对挑战。
现在的世界变化得太快了，咱们得像这流体一样，灵活多变，才能跟得上时代的步伐。
所以，别害怕变化，去迎接挑战吧！。
不可思议的非牛顿流体
不可思议的非牛顿流体国内某亲子节目中，节目组导演给小朋友们出了一个难题：如何用口香糖砸开椰子？只见小朋友们把口香糖捏成尖锥体，用力将椰子快速砸向口香糖，椰子便被砸开了。
看到这一幕，你一定觉得节目组是为了节目效果而做的虚假实验。
其实这是利用了非牛顿流体特性的实验。
读完这篇文章之后，你会豁然开朗，甚至可能会迫不及待地想动手做这个实验呢。
牛顿流体VS非牛顿流体想要了解非牛顿流体，首先我们得先知道流体是什么。
流体是与固体相对应的物体形态，是液体和气体的总称，它的基本特征是没有一定形状和具有流动性。
其流动行为由粘度决定，粘度越低越容易流动。
根据粘度特性，流体可以分为两种基本类型：牛顿流体和非牛顿流体。
牛顿流体的粘度主要和温度有关，与施加的压力无关，在受到拍打或撞击时，其粘度不会发生改变，水、酒精等大多数纯液体、轻质油等均为牛顿流体。
而非牛顿流体在受到某种力的时候，比如击打、撞击或者踩踏时，其粘度会发生改变，或是粘度降低变得更加容易流动，或是粘度增加变得像固体一样坚硬。
高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体，比如番茄酱、蜂蜜。
说到这或许你仍然觉得有点困惑，难以区分两者的差别。
想象一下，用脚踩踏水盆中的水，你不会感觉到水忽然变得像固体一样，它始终是那个温柔的水，这就是牛顿流体。
而非牛顿流体在受到某种力时会改变其粘度或流动行为。
比如你用水和淀粉按照一定比例混合之后，就会形成非牛顿流体。
用手搅拌它是液体，用拳头敲打却又像是固体！如果整个游泳池都是这种非牛顿流体，可能真可以实现“水上漂”呢！非牛顿流体的类型非牛顿流体可以分为非时变性非牛顿流体和时变性非牛顿流体。
前者粘度和施加压力的大小有关，后者和施加压力的时间有关。
非时变性非牛顿流体，又分为假塑性流体和胀塑性流体。
假塑性流体的粘度随着施加压力的增加而降低。
比如番茄酱。
如果说你想从瓶子里取出番茄酱，却发现不容易直接倒出来。
这时你会怎么做？你会摇晃或者击打瓶子。
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・身边力学的趣话・
奇妙的非牛顿流体
王振东
(天津大学力学系,天津 300072)
摘要 本文介绍了在工业生产和日常生活中常遇到的形形色色的非牛顿流体,以及非牛顿流体一些奇妙的性能及应用.
关键词 非牛顿流体,射流胀大,爬杆效应,
无管虹吸,湍流减阻
牛顿1687年发表了以水为工作介质的一维剪切流动的实验结果.实验是在两平行平板间充满水时进行的(图1),下平板固定不动,上平板在其自身平面内以等速U 向右运动.此时附于上下平板的流体质点的速度分别为U 和0,两平板间的速度呈线性分布.由此得到了著名的牛顿粘性定律
τ=μd u
d y
式中,τ是作用在上平板流体平面上的剪应力
,d u/d y 是剪切应变率,斜率μ是粘度系数.
图1 两块相对运动平板之间的流体
斯托克斯1845年在牛顿这一实验定律的基础上,作了应力张量是应变率张量的线性函数、流体各向同性、流体静止时应变率为零的三项假设,从而导出了广泛应用于流体力学研究的线性本构方程,以及现被广泛应用的纳维-斯托克斯方程.
后来人们在进一步的研究中知道,牛顿粘性实验定律(以及在此基础上建立的纳-斯方程)对于描述像水和空气这样低分子量的流体是适合的,而对描述具有高分子量的流体就不合适了,那时剪应力与剪切应变率之间已不再满足线性关系.为区别起见,人们将剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体,而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体.
1 形形色色的非牛顿流体
早在人类出现之前,非牛顿流体就已存在,因为绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体[1].人身上的血液、淋巴液、囊液等多种体液以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体.现在去医院作血液测试的项目之一,已不再说是“血粘度检查”,
而是“血液流变学检查”(简称血流变),这就是因为对血液而言,剪应力与剪切应变率之间不再是线性关系,已无法只给出一个斜率(即粘度)来说明血液的力学特性.
近几十年来,促使非牛顿流体研究迅速开展的主要动力之一是聚合物工业的发展.聚乙烯,聚丙烯酰氨,聚氯乙烯,尼龙6,PVS ,赛璐珞,涤纶,橡胶溶液,各种工程塑料,化纤的熔体、溶液等都是非牛顿流体.
石油,泥浆,水煤浆,陶瓷浆,纸浆,油漆,油墨,牙膏,家蚕丝再生溶液,钻井用的洗井液和完井液,磁浆,某些感光材料的涂液,泡沫,液晶,高含沙水流,泥石流,地幔等也都是非牛顿流体.
非牛顿流体在食品工业中也很普遍[2],如番茄汁,淀粉液,蛋清,苹果浆,菜汤,浓糖水,酱油,果酱,炼乳,琼脂,土豆浆,熔化巧克力,面团,米粉团,
以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料.
综上所述,在日常生活和工业生产中常遇到的各种高分子溶液,熔体,膏体,凝胶,交联体系,悬浮体系等复杂性质的流体,差不多都是非牛顿流体.有时为了工业生产的目的,在某种牛顿流体中,需加入一些聚合物,在改进其性能的同时也将变成为非牛顿流体,如为提高石油产量使用的压裂液,新型润滑剂等.
2 非牛顿流体的奇妙特性及应用2.1 射流胀大
如果非牛顿流体被迫从一个大容器流进一根毛细管,再从毛细管流出时,可发现射流的直径比毛细管的直径大(图2).射流直径与毛细管直径之比称为模片胀大率(亦称为挤出物胀大比).对牛顿流体,它依赖于雷诺数,其值约在0.88～1.12间.而对于高分子
27力 学 与 实 践1998年第20卷
图2 射流胀大
熔体或浓溶液,其值大得多,甚至可超过10.一般来说,模片胀大率是流动速率与毛细管长度的函数.
模片胀大现象在口模设计中十分重要.聚合物熔体从一根矩形截面的管口流出时,管截面长边处的胀大比短边处的胀大更加显著,在管截面的长边中央胀得最大(图3).因此,如果要求产品的截面是矩形的,口模的形状就不能是矩形,而必须是像图4所示的那种形状
.
图3 矩形截面管口的射流胀大
图4 口模的设计形状
这种射流胀大现象也叫Barus 效应或Merrington 效应.
2.2 爬杆效应
1944年Weissenberg 在英国伦敦帝国学院公开表
演了一个有趣的实验.在一只有粘弹性流体(非牛顿流体的一种)的烧杯里,旋转实验杆.对于牛顿流体,由于离心力的作用,液面将呈凹形(图5(a ));而对于粘弹性流体,却向杯中心运动,并沿杆向上爬,液面变成凸形(图5(b ))
.甚至在实验杆的旋转速度很低时,也可以观察到这一现象.
爬杆效应也称为Weissenberg 效应.在设计混合器时,必须考虑爬杆效应的影响.同样在设计非牛顿流体的输运泵时,也应考虑和利用这一效应.
图5 爬杆效应实验
2.3 无管虹吸
对牛顿流体来说,在虹吸实验时,如果将虹吸管提离液面,虹吸马上就会停止.但对高分子液体,如聚异丁烯的汽油溶液和1%POX 水溶液,或聚醣在水中的轻微凝胶体系等很容易表演无管虹吸实验.将管子慢慢地从容器里拔起时,可以看到虽然管子已不再插在流体里,流体仍源源不断地从杯中抽起,继续流进管里(图6).甚至更简单地,连虹吸管都不要
,将装满该流体的烧杯微倾
,使流体流下,这过程一旦开始,就不会中止,直到杯中流体都流光(图7).这种无管虹吸的特性是合成纤维具备可纺性的基础.
图6 无管虹吸
图7 无管虹吸
2.4 湍流减阻
非牛顿流体显示出的另一奇妙性质是湍流减阻.
3
7第1期王振东:奇妙的非牛顿流体
人们观察到,如果在牛顿流体中加入少量的聚合物,则在给定的速率下,可以看到显著的压差降.图8给出了两种不同浓度的聚乙烯的氧化物溶液的管摩擦系数f 对于雷诺数R 的关系曲线.湍流一直是困扰流体力学界未解决的难题,然而在牛顿流体中加入少量高聚物添加剂,却出现了减阻效应.有人报告在加入高聚物添加剂后,测得猝发周期加大了,认为是高分子链的作用
.
图8 湍流减阻 减阻效应也称为Toms 效应,虽然道理并未弄得很清楚,但已有不错的应用.在消防水中添加少量聚乙烯氧化物,可使消防车龙头喷出的水的扬程提高一倍以上.应用高聚物添加剂还能改变气蚀发生过程及其破坏作用.
非牛顿流体除具有以上几种有趣的性质外,还有其他一些受到人们重视的奇妙特性,如连滴效应(其自由射流形成的小滴之间有液流小杆相连),拔丝性
(能拉伸成极细的细丝,可见笔者另一文“春蚕到死丝
方尽”
[3]
),剪切变稀,液流反弹等,有兴趣的读者可从有关文献进一步了解[4].
由于非牛顿流体涉及许多工业生产部门的工艺、设备、效率和产品质量,也涉及人本身的生活和健康,所以越来越受到科学工作者的重视.1996年8月在日本京都国际会议中心召开的第19届国际理论与应用力学大会(IU TAM )上,非牛顿流体流动是大会的6个重点主题之一,也是流体力学方面参与最踊跃的主题[5].Crochet 邀请报告的观点正是高分子溶液和熔体的特性远异于牛顿流,并认为这些异常特性的研究都是带有挑战性的课题.
参 考 文 献
1 莱顿.生物系统的流体动性.北京:科学出版社,19802 陈克复等.食品流变学及其测量.北京:轻工业出版社,
1989
3 王振东.春蚕到死丝方尽------谈液体的拉丝现
象.力学与实践,1994,16(1):75～77
4 陈文芳.非牛顿流体力学.北京:科学出版社,19845 王仁,何友声等.第19届国际理论与应用力学大会(IU 2
TAM )情况介绍.力学与实践,1997,19(1):57～64
(本文于1997年6月15日收到)
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3)在现有的内变量、微极、方向子、梯度、非局部等理论的基础上,贯彻宏细观关联的思路,建立考虑到材料真实内结构和尺度效应的新的连续介质力学.
4)连续介质力学从现有的欧几里德(Euclidean )几
何下的拉格朗日体系,转换到辛(Symplectic )几何下的哈密顿体系,在此基础上实现求解方法的现代化.
总之,强调理性力学是采用和发展严密而又统一的方法,处理力学基本问题、寻求力学基本规律的学科,则理性力学始终面临着对力学本身最具活力的一些领域的大量重要问题的基本规律的研究.因此,理性力学有着源源不断的新的学科生长点.
(待续)
47力 学 与 实 践1998年第20卷。