非牛顿流体动力学

我的研究首聚焦于非牛顿流体的动力学行为，这是研究流体在外力作用下如何流动、变形和产生应力响应的一门重要分支。与我们熟悉的水、空气等牛顿流体不同，非牛顿流体的流动行为不符合牛顿定律，它们的粘度会随剪切速率、时间甚至历史状态而发生显著变化，具有复杂的粘弹性和非线性响应特征。

在实际应用中，非牛顿流体广泛存在于工业和自然界中，例如牙膏、血液、岩浆以及我重点研究的高分子溶液。这类流体中含有长链聚合物分子，在流动中会发生拉伸、缠绕与松弛，从而在宏观尺度上表现出一系列特殊现象，如剪切变稀、剪切增稠、拉伸硬化，甚至在某些条件下形成弹性湍流（Elastic Turbulence）。

我的研究从基础的流变和流体力学理论出发，结合实验观察与数值模拟，系统研究非牛顿流体在不同几何和边界条件下的流动稳定性、涡结构演化和能量传递机制，特别关注弹性力在微尺度和中尺度流动中的主导作用。这些研究不仅有助于揭示非牛顿流体独特的动力学规律，还直接服务于多个关键工程领域，比如水下航行器的高聚物减阻、防护材料中的能量耗散设计、以及复杂环境中的流动控制与输运效率优化。

通过这一方向的研究，我们可以更深入理解粘弹性流体与固体边界之间的相互作用机制，为新一代低阻高效、隐身可控的水下装备提供理论支撑与设计思路。