Home > Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses > Matematické modely pro nestlačitelné nenewtonovské tekutiny s nemonotónní závislostí smykového napětí na rychlosti smyku
Original title:
Matematické modely pro nestlačitelné nenewtonovské tekutiny s nemonotónní závislostí smykového napětí na rychlosti smyku
Translated title:
Mathematical models for incompressible non-newtonian fluids with non-monotone dependence of shear stress on shear rate
Authors:
Perlácová, Tereza ; Průša, Vít (advisor) ; Málek, Josef (referee) Document type: Bachelor's theses
Year:
2014
Language:
eng Abstract:
[eng][cze] We investigate recently developed implicit constitutive theory and its implication into the modelling of fluids. We base the work on the literature search that is focused on the S-shaped shear stress-shear rate experimental data. The materials that exhibit such a behavior are found to be colloidal suspensions and surfactant solutions. The work summarizes microscopical theories explaining the shear-thickening, the shear-thinning and the shear-banding phenomena that arise in these materials. The theories reveal that the unusual behavior is due to the separation of the fluid into various bands in shear stress-controlled measurements. The extracted experimental data from the literature are fitted with several one-dimensional implicit type relations. Finally, we propose an example of a fully three-dimensional implicit constitutive relation with focus on the normal stress differences effect. The work demonstrates benefits of the implicit constitutive theory for modelling of complex fluids. 1Práca skúma rozvíjajúcu sa teóriu, ktorá zavádza implicitné konštitutívne vzťahy do modelovania tekutín. Vychádzame z podrobnej rešerše vedeckej literatúry, ktorá je zameraná na experimentálne data závislosti šmykového napätia na rýchlosti šmyku v tvare písmena S. Nájdené materiály, ktoré vykazujú tento typ správania sú koloidálne suspenzie a tenzidové roztoky. Práca zhrňuje mikroskopické teórie, ktoré vysvetľujú procesy nárastu a poklesu viskozity týchto materiálov s rastúcou rýchlosťou šmyku a proces vzniku pásov indukovaných šmykom. Na základe týchto teórií tvrdíme, že v prípade meraní s kontrolovaným napätím je atypické správanie spôsobené separáciou tekutiny na niekoľko pásov. Nájdené experimentálne data sme nafitovali niekoľkými navrhnutými jednodimenzionálnymi vzťahmi, ktoré sú zahrnuté v triede implicitných konštitutívnych vzťahov. Na záver sme navrhli príklad implicitného, plne trojdimen- zionálneho konštitutívneho vzťahu s ohľadom na efekt rozdielu normálových napätí. Práca tak celkovo demonštruje prínos implicitnej konštitutívnej teórie pre modelovanie komplexných tekutín. 1
Keywords:
experimental data; implicit constitutive theory; incompressible nonnewtonian fluids; normal stress differences; experimentálne data; implicitná konštitutívna teória; nestlačiteľné nenewtonovské tekutiny; rozdiel normálových napätí
Institution: Charles University Faculties (theses)
(web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository. Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/71513