Résáramlást leíró modell pontossági határainak meghatározása nemnewtoni közegek esetén
Determination of the accuracy range for a gap flow model in the case of non-Newtonian liquids
Keywords:
non-Newtonian fluid, shear thickening fluid, CFD, shock absorbe, /, nemnewtoni közeg, nyírásra keményedő folyadék,, lengéscsillapítóAbstract
It is necessary to calculate the non-Newtonian fluid flow in a gap accurately in several engineering application cases. Despite special non-Newtonian liquids, there is no accepted efficient method to calculate gap flow for shear thickening fluids with complex rheology. This article aims to estimate the accuracy of the pressure difference (volume flow rate) relationship for a gap flow, developed by the colleagues of the Department of Hydrodynamic Systems in Budapest University of Technology and Economics, using numerical simulations (CFD). Based on the simulation results, dimensionless quantities are determined, which can characterize the applicability limits of the method and modelling errors.
Kivonat
A mérnöki gyakorlatban számos esetben szükséges a nemnewtoni folyadékok résáramlásának megfelelően pontos számítása. A speciális nem newtoni folyadékoktól eltérő, bonyolult reológiájú nyírásra keményedő folyadékok esetén még nincs elfogadott módszer a résáramlás hatékony számítására. A cikk célja egy a BME Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék munkatársai által korábban kidolgozott, a résáramlást leíró nyomáskülönbség(térfogatáram) kapcsolat pontosságának becslése áramlástani szimulációkkal (CFD). A szimulációk alapján meghatároztunk olyan dimenziótlan mennyiségeket, amelyekkel a módszer alkalmazhatósági határi, és modellezési hibái jól jellemezhetők.
References
Hős Cs., Nagy-György P., A Graphical Technique for Solving the Couette-Poiseuille Problem for Generalized Newtonian Fluids, Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 2019, 63(1), 200-209.
Hős Cs. Nagy-György P., Predicting the characteristics of vibration dampers employing generalizedsher thickening fluid, Journal of Sound and Vibration, 2020.
Schlichting, H., Gersten, K. Boundary-Layer Theory, 9th ed., Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Berlin/Heidelberg, Germany, 2017.
Fali L., Djermane M., Zizouni K., Sadek Y., Adaptive sliding mode vibrations control for civil engineering earthquake excited structures. International Journal of Dynamics and Control, 2019, 7(3), 955-965.
Hasanzadeh M., Mottaghitalab M., Rezaei M., Rheological and viscoelastic behavior of concentrated colloidal suspensions of silica nanoparticles: A response surface methodology approach. Advenced Powder Technology, 2015. november, 1570-1577.
Bibok M., Cszizmadia P., Till S., Experimental and Numerical Investigation of the Loss Coefficient of a 90° Pipe Bend for Power-Law Fluid, Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 2020, 94(4), 469-478.
Flumerfelt, R. W., Pierick, M. W., Cooper, S. L., Bird, R. B. Generalized Plane Couette Flow of a Non-Newtonian Fluid, Industrial and Engineering Chemistry Fundamentals, 1969, 8(2), 354–357.
Tsangaris, S., Nikas, C., Tsangaris, G., Neofytou, P. Couette flow of a Bingham plastic in a channel with equally porous parallel walls, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 2007, 144(1), 42–48.
Mezger T. G., The Rheology Handbook, 2nd ed., Vincentz Network, Hannover, 2006.
Wang W., Hou Z., Physical parametric model of an automotive electrohydraulic semiactive damper. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2019, 68(6), 5356-5365.
Chen, Y.-L., Zhu, K.-Q. "Couette-Poiseuille flow of Bingham fluids between two porous parallel plates with slip conditions", Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 2008, 153(1), 1–11.
