1。2 国内外润滑技术现状及发展趋势

1。2。1 研究现状

1。2。2 发展趋势

1。3 非牛顿流体力学的研究内容和研究方法

1。31 非牛顿流体力学的研究内容

非牛顿流体力学作为流体力学的一个重要分支，主要研究非牛顿流体的流变行 为以及流动规律，研究内容主要包括非牛顿流体流变参数的测定方法、非牛顿流体 的本构方程以及非牛顿流体在复杂流场的流动规律等内容。

（1）流变测定法就是希望能够将工业条件下材料的行为与简单的行为联系起 来。例如将简单剪切流动、小振幅振动剪切流动或拉伸流动中反映出来的材料流变 特性直接应用到工业流动当中去。

（2）本构方程也称为流变学状态方程式，现代流变学中将其定义为：在某些 假设条件下，流变力学行为的数学描述。著名的牛顿内摩擦定律、斯托克斯模型和 麦克斯韦模型都属于非牛顿流体及弹性体的本构方程。

（3）复杂牛顿流体流动规律又包括复杂几何条件下流变行为的测定和复杂流 场中流动的求解两方面的内容。这里所说的复杂流场流动的复杂性，一方面是由于 描述流体流动的流动方程和本构方程的复杂性形成的，另一方面是由于流场边界的

复杂性形成的，还有可能是紊流惯性附加引起的。幸运的是，数值技术和计算机技 术的不断发展使得这类复杂问题的求解成为可能。

1。3。2 非牛顿流体力学的研究方法

非牛顿流体力学的研究方法与其他自然学科的研究方法大同小异，主要是理论 方法和实验方法。理论方法即根据实际流体的流动模型和相关特性，建立起与之对 应的数学模型进而得到一系列带有未知函数的方程，然后代入边界条件和初始条件 数值进行求解，得出近似或准确的解以验证假设和总结流体流动的相关规律。试验 方法即采用实验设备建立与之对应的物理模型，并采用严格的操作方式进行试验， 对实验所得的现象和数据加以分析和归纳，与理论方法得到的结果相比较，最终得 到非牛顿流体力学的客观规律。

实验方法是非牛顿流体力学研究和发展过程中最常用和最优先适用的方法。试 验方法具有理论方法无可比拟的优势：现象明显、简单明了、最接近理论规律的得 出等。即便到了今天，试验方法也有无可替代的地位，化学研究、航空探险、机械 设备的设计都需要进行试验模拟，以增加成功率和减少不必要的损失。实验方法主 要包括以下几个步骤：

（1）采用与实验现象近似的理论，针对具体的研究对象确定相似准数和相似 准则；

（2）根据物理模型来建立和制造出实验所用实际模型，并为了便于测量和试 验参数的得出，在构建实验装置时选择合适量程或者参数的测量仪器；

（3）确定实验方案后进行试验，观察流动现象，测量流动参数；

（4）采用合适的数学方法对实验数据进行分析和总结，并将所得结果与已知 结果或者合理猜测相比较，从中总结出流动规律。

实验研究方法的优点：实验方法能将复杂繁琐的实际流体流动问题进行化简， 只需通过对实验所得的现象和数据进行总结和分析，便可以的出新的结论并可以验 证其他假设的合理性和准确性。实验方法的缺点是理想的物理模型难以在实践中得 到建立，或者即便建立模型后不能得到进一步的应用（一个模型往往只能对应一个 问题），难以进行推广。

解析方法是非牛顿流体力学各种研究方法中最为准确和最为适用的方法。解析方法的运用步骤主要包括：文献综述