非牛顿流体的流变特性模型 非牛顿流体仿真模型

最近(不 , 其实是很久之前了但我懒得写)发现了一个新的词:非牛顿流体 。 听起来就很厉害 , 有一种仿佛要压着牛顿棺材板的气势 。

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简单说一下非牛顿流体的特点 , 就是正常情况是流体 , 像水一样 , 但受到压力越大 , 粘度会增加 , 甚至成为暂时性的固体(简单来说 , 吃软不吃硬!遇硬则硬 , 遇软则软) 。 比较抽象是不是!那再来一些动图看看非牛顿流体有厉害之处!

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在被捶打的一瞬间变成固态 , 手痛得怀疑人生



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非牛顿流体上实现轻功水上漂



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想想这水润的触感 , 微妙啊



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The little boat gently drifted across the pond exactly the way a bowling ball wouldn’t. ——Russell Beland, Springfield小船轻轻漂过湖面 , 那景象恰恰是一个保龄球做不到的 。 ——Russell Beland(斯普林菲尔德)
保龄球:不!我做的到!!

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口香糖戳爆椰子 , 你可能不敢想象!其实口香糖也是非牛顿流体 , 它受到的外力越大、越快的时候 , 它就越坚硬 , 瞬间不会产生形变 , 所以当我们用力将椰子砸向它的时候 , 椰子壳就戳穿了
现在知道非牛顿流体多么厉害了吧!是不是感觉很神奇!

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要知道什么是非牛顿流体 , 首先了解一下什么是牛顿流体 。 其实水就是一种十分典型的牛顿流体 , 用科学的话说 , 就是任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系;而用通俗的话来说 , 就是在恒定的温度下你无论用多么大的力量去攻击水 , 水的粘稠度都不会发生变化 。
(用文化人的话来说 , 就是“上善若水 , 水善利万物而不争” 。 )

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猫也是一种流体(不)



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牛顿流体与非牛顿流体的流变曲线
非牛顿流体 , 用科学的话讲 , 就是其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体 。 换句话说 , 当我挥拳去打非牛顿流体时 , 它的粘稠度就会有变化 , 明明是“水”但打出来“蜂蜜”甚至“硅胶”的感觉来 。

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不知道这图叫什么 , 但我觉得这个图比较好解释原理



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当我们将锤子缓慢的放入非牛顿流体淀粉糊中 , 非牛顿流体会包裹住锤子

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当我们快速的用锤子去锤击非牛顿流体的表面 , 神奇的现象发生了 , 根本锤不下去有木有?流体的粘度通过外力被彻底的改变了
那么非牛顿流体有什么应用呢?非牛顿流体其实在生活中普遍存在 , 人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液 , 以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体 。 也广泛存在于食品、工业、建筑等领域的高分子聚合物的浓溶液和悬浮液中 。 如今还有人们致力于研究非牛顿流体的减速栏、防弹衣等 。


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