表面活性剂虫状胶束流体中颗粒沉降负尾迹模拟

颗粒在剪切稀释黏弹性表面活性剂形成的蠕虫状胶束流体中沉降时会产生负尾迹,负尾迹的形成对该种复杂流体与固体颗粒之间的相互作用具有重要影响。基于Giesekus本构方程,采用POLYFLOW软件模拟了黏弹性表面活性剂(Viscoelastic Surfactant, VES)蠕虫状胶束流体中单颗粒的沉降过程,分析了流体松弛时间和迁移因子对颗粒周围速度场及应力场的影响,重点研究了颗粒尾部速度负尾迹的产生原因及其对颗粒曳力的影响。结果表明,Giesekus本构方程能够描述VES流体的非线性剪切变稀行为和弹性导致的拉伸变形。流体弹性导致颗粒尾部产生较大的拉伸变形,剪切稀化和流体弹性的共同作用使颗粒尾部产生拉伸变形,导致负尾迹出现。表征流体弹性的De(黛博拉数)越大,流体拉伸黏度的Tr(特劳顿数)越小,负尾迹越长。负尾迹的出现使VES流体中颗粒所受曳力减小,沉降速度开始增加。模拟结果为此种流体的进一步应用提供了一定的研究基础。