摘要
为了更好地运用落球法测量研究流体的黏滞系数,研究小球在黏性流体中下落的受力情况,本文对小球在充满黏性流体的圆柱管道的下落过程进行分析。利用COMSOL4.4仿真模拟,建立了合理的仿真模型,并分析了小球受到的黏滞阻力与小球的大小、下落位置的关系。结果表明:选择速度项二阶近似、压强项一阶近似的离散化方法,可以得到和理论值非常相符的仿真结果;当下落过程中小球球心始终在圆柱轴线上时,小球受到的黏滞阻力相对于Stokes力的修正系数,是小球半径与圆柱管道半径的比例函数,本文得到了更大范围的符合理论解的修正系数;当下落过程中小球的球心偏离圆柱轴线时,对于同样大小的小球,黏滞阻力、压强力、黏性力均随着球心到轴线的距离先减小后增大,且具有不同的极小值点。
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