
【化】 fluid elastic deformation
fluid; liquid; water
【化】 fluid
ball; bomb; flip; pellet; play; shoot; spring
【医】 bomb; bullet
【化】 deformation
流体弹性形变(Fluid Elastic Deformation)是指流体在受到外力作用时发生的可逆形状改变,其应力与应变率相关,且在撤除外力后能够恢复原状。这一概念结合了流体的流动特性和固体的弹性特征,常见于非牛顿流体或粘弹性流体中。
瞬时响应与恢复
流体在剪切应力作用下产生形变,但应力消失后形变迅速恢复。例如,聚合物溶液受挤压时短暂变形,外力移除后恢复原状,区别于纯粘性流体的永久形变。
应力-应变率关系
弹性形变遵循本构方程:
$$ tau = eta dot{gamma} + G gamma $$
其中 (tau) 为剪切应力,(dot{gamma}) 为应变率,(gamma) 为应变,(eta) 为粘度,(G) 为弹性模量。弹性项((G gamma))主导瞬时响应。
能量储存机制
外力做功部分转化为弹性势能储存于流体微观结构(如高分子链缠结),撤去外力时能量释放导致形状恢复。
粘弹性流体行为在《流体动力学》(Landau and Lifshitz)中通过本构方程建模,强调弹性与粘性的耦合效应。
美国物理学会期刊 Physical Review Fluids 多篇研究证实,微尺度流体的弹性形变显著影响微流控设备中的传输效率。
据《生物流变学》(Journal of Biorheology)分析,血液弹性形变是设计人工心脏瓣膜时优化流体相容性的关键参数。
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流体弹性形变是一个需要结合固体与流体特性的概念,以下是详细解释:
弹性形变指物体在外力作用下发生形变,撤去外力后能完全恢复原状的现象。例如弹簧的拉伸或压缩属于典型的弹性形变,其恢复能力与材料的弹性限度相关。
在特定条件下,部分流体可能表现出弹性特征:
严格来说,经典流体力学中流体不发生弹性形变,但在复杂流体或微观尺度下可能存在弹性现象。这一概念需结合具体情境分析。
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