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非牛顿流体中在线气泡聚并的混沌特征.pdf

第 43 卷 第 11 期 天 津 大 学 学 报 Vol.43 No.11 2010 年 11 月 Journal of Tianjin University Nov. 2010 ▋ 非牛顿流体中在线气泡聚并的混沌特征 姜韶堃,马友光,范文元,杨 珂,朱春英 (天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室,天津 300072) 摘 要 :利用光电信号采集系统测定了非牛顿流体中伴有聚并现象的在线连续上升气泡的通过频率信号,并采用基 于相空间重构技术的混沌时间序列法对其进行了分析.相图和 Cao 算法计算结果定性表明了非牛顿流体中伴有聚并 现象的在线连续气泡上升行为具有混沌吸引子特征,服从确定性的混沌运动机理.最大 Lyapunov 指数量化分析表明 在线连续气泡上升行为的混沌特征与聚并程度密切相关:气泡行为的混沌程度随聚并程度增大而增大,增大气速易于 导致气泡行为混沌程度增大. 关键词 :气泡;聚并;非牛顿流体;相空间重构;最大 Lyapunov 指数 中图分类号:TQ021 文献标志码 :A 文章编号 :0493-2137 (2010)11-1025-06 Chaotic Characteristics of in Line Bubble Coalescence in Non-Newtonian Fluid JIANG Shao-kun ,MA You-guang ,FAN Wen-yuan ,YANG Ke ,ZHU Chun-ying (State Key Laboratory of Chemical Engineering ,School of Chemical Engineering and Technology , Tianjin University ,Tianjin 300072 ,China) The frequency signal of continuous rising bubbles with coalescences in non-Newtonian fluid was measured Abstract : by means of a photoelectrical signal collection system and analyzed using chaotic time series analysis based on the phase space reconstruction. The results of phase portrait and Cao's method show qualitatively that the in-line continu- ous bubble rising behavior with coalescence in non-Newtonian fluid follows a deterministic and chaotic motion mechanism with the characteristics of chaotic attractor. The largest Lyapunov exponents quantify that the chaotic char- acteristi

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