劉格非Liu, Ko-Fei臺灣大學:土木工程學研究所張哲維Chang, Che-WeiChe-WeiChang2010-06-302018-07-092010-06-302018-07-092008U0001-2708200813232000http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/187633本研究以理論配合實驗求取不同材料的流變參數特性。理論方面，由賓漢流體與Julien and Lan兩種不同的本構關係模式出發，將流變儀內的流動材料分為強剪層與弱剪層。利用分離計算的概念，分別推得其控制方程式與邊界條件。再藉由正規化與尺度分析，求解兩層流體其第零階的各項未知數－速度剖面、剪應力分布等，並推導出這兩種不同本構模式下個別的流變參數率定公式，以提供日後流變實驗率定之用。實驗方面，本研究以人工均質材料為基礎，選定兩種顆粒間作用力與運動型態差異較大的三角形與圓珠型細磨石，並以不同的材料用量與儀器轉速進行多組實驗。再由實驗數據配合理論發展之流變參數率定公式，即可檢定出兩種實驗材料在不同本構模式下的流變參數值。In this study, we combine theory and experiment to calibrate the rheological properties of different materials. Theoretically, we start from two different constitutive models-Bingham and Julien & Lan. We separate the fluid into two layers－shear layer and plug layer, and derive the governing equations and boundary conditions, respectively. Through normalization, we can analyze each equation and solve the leading order velocity and shear stress. For both models, we derive formulas for calibrating rheological properties in rotating viscometer. In experiments, we use artificial homogeneous materials to verify if the formulas we develop are usable. With the formulas and the experiment results, we can calibrate the rheological parameters for both models.目錄要 一bstract 二錄 三一章 緒論 1.1 前言 1.2 研究背景 2.2.1. 非牛頓流體及本構關係的研究 2.2.2. 流變儀的相關研究 5.3 研究目的與方法 7.4 研究架構與流程 7二章 理論基礎 10.1 問題描述 10.1.1 垂直旋轉式流變儀（Rotating Viscometer） 11.1.2 座標系統、條件與假設 13.2 本構關係模式（Constitutive Model） 15.2.1 賓漢流體（Bingham Fluid） 15.2.2 Julien and Lan 19.3 速度剖面（Velocity Profile） 21.4 控制方程式與邊界條件 24.4.1 控制方程式 24.4.2 邊界條件 30.4.2.1 自由表面 30.4.2.2 弱剪層與強剪層交界面 33.4.2.3 底床 35三章 正規化與解方程式 36.1 正規化與尺度分析 36.1.1 特徵參數與物理尺度 37.1.2 本構關係式 45.1.2.1 賓漢流體 45.1.2.2 Julien and Lan 50.1.3 控制方程式 54.1.3.1 弱剪層 54.1.3.2 強剪層 57.1.3.3 流量守恆方程式 60.1.4 邊界條件 61.1.4.1 自由表面 61.1.4.2 弱剪層與強剪層交界面 64.1.4.3 底床 67.2 解第零階方程式 67.2.1 控制方程式 68.2.2 邊界條件 70.2.3 第零階解 72.2.3.1 賓漢流體 72.2.3.2 Julien and Lan 80四章 室內實驗與分析 89.1 實驗設備 89.2 實驗材料 91.3 實驗設計 92.4 實驗內容與步驟 95.5 理論基礎 98.6 實驗誤差 99.7 實驗組別 101.8 分析方法 110.9 分析結果 114五章 結論與建議 115.1 結論 115.2 建議 115考文獻 117錄 1192693548 bytesapplication/pdfen-US垂直旋轉式流變儀流變參數賓漢流體Julien and Lan、本構關係式Rotating viscometerRheological parameterBinghamJulien and LanConstitutive modelthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/187633/1/ntu-97-R95521304-1.pdf