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非各向同性粘弹共转流体挤出-拉伸流动及其不稳定性研究
  • 项目名称:非各向同性粘弹共转流体挤出-拉伸流动及其不稳定性研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:10372100
  • 申请代码:A020406
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2004-01-01-2006-12-31
  • 项目负责人:韩式方
  • 负责人职称:研究员
  • 依托单位:中科院成都信息技术有限公司
  • 批准年度:2003
中文摘要:

在共转随体导数基础上,根据存在流体运动和取向运动,进一步研究非各向同性粘弹流体本构方程的连续介质理论,以表征取向运动对物理流变学特征的影响,解释宏观流变学实验结果;在该本构方程基础上,研究非各向同性共转粘弹流体纺丝挤出-拉伸流动、断裂理论及其准则,揭示以上纺丝拉伸机制和反挤出胀大机制,进一步检验和发展上述本构方程理论。建立纺丝拉伸的普适性轴对称扰动本构方程,从稳定性、断裂理论和对取向运动研究该流体稳定性及其断裂原理,解释各向不同性粘弹液体纺丝的高模量和高强度机制,与非各向同性特征的关系。各向不同性共转粘弹流体本构方程连续介质理论是新颖和独具特色。研究中采用计算机符号运算技术与数学方法、流变学模型相结合是本项目的另一特色。非各向同性流体本构方程及其应用于挤出-拉伸流体研究既有科学意义,又有较大应用前景,进一步开拓新研究方向,并为新技术材料加工提供理论基础。

结论摘要:

在新的各向异性简单流体概念和共转导数基础上,韩式方建立了新的各向异性粘弹简单流体-液晶(LC)高分子溶液共转型本构方程连续介质理论,提出各向异性粘弹流体-液晶高分子LCP-H模型和非横观各向同性LCP-Q模型. 由本构理论得出,在其剪切流动中存在两个剪切应力,因而产生旋涡和旋转运动,其理论可能成为LC高分子材料显示技术中的理论基础.在本理论基础上,成功预测了法向应力差特殊流变学行为,研究了各向异性粘弹流体挤出-拉伸流动、拉伸粘度分岔及挤出-拉伸不稳定性、反挤出胀大机制、稳定性准则等. 与国外学者的论点不同,韩式方的研究提出了以下新论点, 连续介质理论成功预测法向应力等的特殊流变行为表明,各向异性粘弹流体-液晶高分子液体的法向应力差特殊流变行为, 不应简单地解释为向矢翻转引起的,因为它是更复杂的材料非线性性质引起的,其中包含如分岔、拉伸粘度分岔现象和不稳定性等. 在挤出-拉伸流动研究中也得出类似结论,向矢的翻转不改变挤出缩小的实质. 该各向异性粘弹流体-LC高分子溶液共转型本构方程连续介质理论显著区别于当今国内、外文献中报道的有关理论, 这是一项具有重大原始创新和基础理论意义的研究成果.


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 10
  • 10
  • 0
  • 0
  • 2
韩式方的项目
期刊论文 14 会议论文 9 获奖 1 著作 1
期刊论文 4 会议论文 10 获奖 2 著作 1
期刊论文 32 会议论文 26 获奖 1 著作 1