Hybrid simulations for the mechanical degradation of polymer solution by turbulence

湍流引起的聚合物溶液机械降解的混合模拟

基本信息

批准号：
23760156
负责人：
WATANABE Takeshi
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760156/
关键词：
高分子溶液乱流ハイブリッド計算大規模並列計算

项目摘要

In this study we examined the mechanical degradation of polymer solution by turbulence and its effects on turbulence statistics by performing the numerical simulations which include the cut-off process of long-chain polymers. It is known that the kinetic energy dissipation of turbulent flows is reduced by polymer additives. It was found that the longer chain polymers have larger influence on the turbulence statistics like the kinetic energy dissipation. When the elasticity of polymers was much stronger, turbulent motions were maintained by stretching polymers even when the turbulence sufficiently decayed. Then the kinetic energy spectrum showed the characteristic power-law decay in the wavenumber range below the Kolmogorov scale. We also found that the reduction rate of the kinetic energy dissipation was gradually decreased with time due to the decreasing of the number of longer chain polymers by cutting.

在这项研究中，我们通过进行数值模拟（包括长链聚合物的切断过程）来研究湍流对聚合物溶液的机械降解及其对湍流统计的影响。众所周知，聚合物添加剂可以减少湍流的动能耗散。研究发现，较长链的聚合物对湍流统计（如动能耗散）有更大的影响。当聚合物的弹性更强时，即使湍流充分衰减，也可以通过拉伸聚合物来维持湍流运动。然后动能谱在低于柯尔莫哥洛夫尺度的波数范围内呈现特征幂律衰减。我们还发现，由于切割引起的长链聚合物数量减少，动能耗散的降低率随着时间的推移逐渐减小。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Kinetic energy spectrum of the low ReynoIds number turbulence with polymer additives

聚合物添加剂低雷诺数湍流的动能谱

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takeshi Watanabe;Toshiyuki Gotoh
通讯作者：
Toshiyuki Gotoh

多数の高分子モデルが分散した一様乱流の統計性

多种分布式聚合物模型的均匀湍流统计

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
第２４回計算力学講演会ＣＭＤ2011
影响因子：
0
作者：
米澤宏一;小西大介;宮川和芳;Peter Doerfler;Francois Avellan;辻本良信;杉本大輝,渡邊威,後藤俊幸
通讯作者：
杉本大輝,渡邊威,後藤俊幸

テイラークエット乱流における高分子の影響

聚合物对 Taylor-Couette 湍流的影响

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Motozawa;J. Chang;T. Sekine;T. Sawada and Y. Kawaguchi;Itsuo Hanasaki and Yoshitada Isono;加藤学,高橋勉;杉山智哉,後藤俊幸,渡邊威
通讯作者：
杉山智哉,後藤俊幸,渡邊威

希薄高分子溶液における乱流のハイブリッドシミュレーション

稀聚合物溶液中湍流的混合模拟

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Motozawa;J. Chang;T. Sawada and Y. Kawaguchi;辰野誠哉;M. Motozawa;本澤政明;M. Motozawa;本澤政明;安藤祐斗，大西一弘，寺島修，長田孝二，酒井康彦;西岡優樹,渡邊威,後藤俊幸
通讯作者：
西岡優樹,渡邊威,後藤俊幸

Kinetic energy spectrum of low-Reynolds-number turbulence with polymer additives

聚合物添加剂低雷诺数湍流的动能谱

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
J. Phys. : Conf. Ser
影响因子：
0
作者：
Koichi Yonezawa;Jun Aono;Donghyuk Kang;Hironori Horiguchi;Yutaka Kawata;Yoshinobu Tsujimoto;Takeshi Watanabe and Toshiyuki Gotoh
通讯作者：
Takeshi Watanabe and Toshiyuki Gotoh

DOI：
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作者：
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WATANABE Takeshi其他文献

Development in fundamental physics of polymer gels

聚合物凝胶基础物理研究进展

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
KAWAMOTO Teppei;AOKI Makoto;KIMURA Taro;CHINAPANG Pondchanok;MIZUSAWA Takako;YAMADA Norifumi L.;NEMOTO Fumiya;WATANABE Takeshi;TANIDA Hajime;MATSUMOTO Masashi;IMAI Hideto;MIYAKE Junpei;MIYATAKE Kenji;INUKAI Junji;○萱場裕貴・北條健太・小野健太・石崎学・金井塚勝彦・近藤慎一・栗原正人・三ツ石方也・松井淳;Takamasa Sakai
通讯作者：
Takamasa Sakai