近期，西北工业年夜学极度力学研究院及航空学院传授郗恒东课题组与互助者联合理论阐发及邃密试验，研究了差别弹性的粘弹性流体的转捩举动和其湍流特征，展现了弹性湍流到弹惯性湍流的持续改变。研究结果以“弹性湍流与弹惯性湍流之间持续改变的试验证据”为题发表于美国《国度科学院院刊》上。
粘弹性流体广泛存于在一样平常糊口及工业运用中，如牙膏、洗发水、高聚物溶液等。这种流体于流动中体现出与牛顿流体大相径庭的湍风行为。早于20世纪，学者就发明插手微量高聚物可显著降低流体于管道中的磨擦阻力（减阻效应），减阻率最高可达80%。此外，高聚物还有能诱发两种新型湍流：弹性湍流（于惯性可纰漏时发生）及弹惯性湍流（于有限惯性时发生）。持久以来，学界对于弹性湍流及弹惯性湍流是彼此自力还有是彼此联系关系的存于激烈争议。
研究团队采用自行搭建的泰勒-库埃特流动装配，经由过程变化粘弹性流体的弹性，体系研究了差别流态下的流动特征。研究联合全局扭矩丈量与局部粒子图象测速技能，量化了弹性应力及惯性对于角动量输运的孝敬，得到了差别流态的流动布局以和速率功率谱。
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研究发明，不管是于弹性湍流还有是于弹惯性湍流中，弹性应力都是驱动流动不不变性及维持湍流的重要因素，惯性仅起辅助作用。经由过程不变性阐发，提出了一个同一函数描写从弹性不不变性到弹惯性不不变性的持续改变。进一阵势，使用本征正交分化及能谱阐发，发明流场布局，如速率条带、剪切层，与能谱指数从弹性湍流到弹惯性湍流逐渐变化，无较着跃变。
该事情阐了然粘弹性流体弹性湍流与弹惯性湍流间的接洽与区分，深化了对于非牛顿流体湍流孕育发生机制的理解。提出的扭矩-速率结合丈量要领与不变性阐发框架，可推广至其它弯曲流动、多孔介质流等繁杂流系统统。研究为高聚物减阻技能、高聚物加工等提供了新的熟悉。
相干论文信息：https://org/doi/10.1073/pnas.2505007122
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