触变性流体

在触变性流中，当流应用于之前已处于静止状态的样本时，粘度随着时间不断减小。当流停止时，粘度会恢复。

在许多工业生产过程中都会发现触变性效应，例如处理金属、矿物质、纸和纸浆、聚合物、食品、药品和陶瓷时，或者使用诸如涂料和油漆、凝胶、油墨、钻孔泥浆或混凝土等产品时。触变性流体的基本微观结构在剪切流下会可逆分解，而在流停止时重新生成。

Simcenter STAR-CCM+ 使用两个基于结构的标量模型来计算材料流的触变性响应。这些模型使用参数来表示结构自由度。 $λ$ 运动学方程描述随时间演变的情况和剪切条件。 $λ$ 这些运动学方程决定流剪切中悬浮液微观结构的形成或分解。在极高剪切率的限制下，触变性悬浮液中的微观结构变为零（即），表示微观结构完全分解状态。 $λ = 0$ 当流停止时，微观结构会通过布朗运动等过程重新生成。

一般运动学模型

此演化方程的一般形式可以为：

图 1. EQUATION_DISPLAY

\frac{\partial^{} λ}{\partial t^{}} + v \cdot \nabla λ = - k_{1} {\dot{γ}}^{a} λ^{b} + k_{2} {\dot{γ}}^{c} {(1 - λ)}^{d}

(728)

其中：

$k_{1}$ 且为结构分解和形成的运动学速率常数。 $k_{2}$
指数、、和为模型参数。 $a$ $b$ $c$ $d$

不可逆结构分解模型

在此模型中，结构参数的控制方程可以写为： $λ$

图 2. EQUATION_DISPLAY

\frac{\partial^{} λ}{\partial t^{}} + v \cdot \nabla λ = - k {\dot{γ}}^{e} {(λ - λ_{s s})}^{f}

(729)

其中：

$k$ 为运动学常数。
指数和为模型参数。 $e$ $f$
$λ_{s s}$ 为结构参数的稳态值。

可以看到，当结构分解部分或完全不可逆时，可使用此方程。

表观粘度

触变性流体的粘度由结构参数通过触变性因子来修正，这样可顾及时间相关效应。 $λ$ 触变性流体的表观粘度根据以下内容定义：

图 3. EQUATION_DISPLAY

μ_{a} (\dot{γ}, t) = κ μ

(730)

其中是结构化流体的动态粘度（时）为触变性因子，根据幂律关系而定义： $μ$ $λ = 1$ . The dynamic viscosity $μ$ can be constant or depend on the shear rate. Any of the shear-rate dependent viscosity functions of Eqn. (699) to Eqn. (701) can be applied. $κ$

κ = λ^{n}

其中指数为模型参数。 $n$

本构方程

应力张量计算如下：

T = 2 μ_{a} D

其中为变形速率张量。 $D$