In order to elucidate the plastic deformation of solids, the following assumptions were made: (1) the plastic deformation of solids is classified into two main types, the one which is caused by dislocation movement and the other caused by grain boundary movement, each movement being restricted on a different shear surface, (2) the dislocation movement is expressed by a mechanical model of a parallel connection of various kinds of Maxwell dislocation flow units whereas the grain boundary movement is also expressed by a parallel connection of various kinds of Maxwell grain boundary flow units; the parallel connection in each type of movements indicates that all the flow units on each shear surface flow with the same shear rate, (3) the latter model for grain boundary movement is connected in series to the former for dislocation movement, this means physically that the applied stress distributes homogeneously in the flow system while the total strain rate distributes heterogeneously on the two types of shear planes (dislocation or grain boundary shear plane), (4) the movement of dislocation flow units and grain boundary units becomes possible when the atoms or molecules near the obstacles, which hinder the movement of flow units, diffuse away from the obstacles.Using the above assumptions in conjunction with the theory of rate processes, generalized equations of shear stress and shear rate for plastic deformation were derived. In this paper, four cases important in practice were considered.ted N${\cdot}{\cdot}{\cdot}$O hydrogen bond and the second of two normal N${\cdot}{\cdot}{\cdot}$O hydrogen bonds, both of which exist between the amino group and the perchlorate, groups. A p-phenylenediamine group is approximately planar within an experimental error and bonded to twelve perchlorates: ten perchlorates forming hydrogen bonds and two being contacted with the van der Waals forces. A perchlorate group is surrounded by six p-phenylenediamines and four perchlorates; among the six p-phenylenediamines, five of them are hydrogen-bonded, and the rest contacted with the van der Waals force.
Seong H. C.;Jung K. S.;Kim K. H.;Ko H. J.;Park C. Y.;Min B. G.;Shim E. B.
Proceedings of the KSME Conference
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2002.08a
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pp.703-704
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2002
The two major problems related to the blood flow in a floating type polymer valve are thrombus formation and hemolysis. It is well known that the shear stress in the fluid and flow separation around the valve are blamed for such disastrous phenomena. In this viewpoint, through study of the flow field around the valve is imperative to improve design of the valve. The aim of this study is to investigate the fluid flow around a floating type polymer valve. The numerical method employed in this study is the finite element software called ADINA. Incompressible viscous flow is assumed for blood using the assumption of Newtonian fluid. In this study, two prominent features of the axisymmetric flow around the floating type polymer valve are observed: jet-like flows observed near the gap between the conduit and the valve, and recirculating flow downstream of the valve. We also provided a detailed description of shear stress field according to the variation of flow conditions. The shear stress in fluid has its maximum value near the gap between the valve and the conduit.
The wall shear stress in the vicinity of end-to end anastomoses under steady flow conditions was measured using a flush-mounted hot-film anemometer(FMHFA) probe. The experimental measurements were in good agreement with numerical results except in flow with low Reynolds numbers. The wall shear stress increased proximal to the anastomosis in flow from the Penrose tubing (simulating an artery) to the PTFE: graft. In flow from the PTFE graft to the Penrose tubing, low wall shear stress was observed distal to the anastomosis. Abnormal distributions of wall shear stress in the vicinity of the anastomosis, resulting from the compliance mismatch between the graft and the host artery, might be an important factor of ANFH formation and the graft failure. The present study suggests a correlation between regions of the low wall shear stress and the development of anastomotic neointimal fibrous hyperplasia(ANPH) in end-to-end anastomoses.
Study of the wave structure and shear layer in the vicinity of a wall mounted cavity is done by time averaged colour schlieren and time resolved instantaneous shadowgraph technique in an M=1.7 flowfield. Effect of change of cavity width on flow structure is investigated by using constant length to depth (L/D) ratio cavity models with varying length to width (L/W) ratio of 0.83 to 4. The time averaged shock wave structure was observed to change with change in cavity width. Dependence of the shock angle at the leading edge on the shear layer width is also evident from the images obtained. Unsteadiness in the flow field in terms of shear layer dynamics and quasi steady nature of shock waves was evident from the images obtained during instantaneous shadowgraph experiments. Apart from the leading and trailing edge shocks, several other waves and flow features were observed. These flow features and the associated physical phenomena are discussed in details and presented in the paper.
It is known that the non-planar model of bypass is more profitable to suppress the development of intimal hyperplasia that tends to occur preferentially in regions of low time averaged shear stress and rapid temporal changes in wall shear stress. In this study it was numerically simulated the blood flow in an coronary artery grafted by artificial bypass to determine the flow characteristic variations due to the anastomosis angle changing. 5 different non-planar anastomosis angle models such as 45°, 60°, 90°, 120° and 135° were considered. When the anastomosis angle is higher, the backward flow region is spatially extended near the downstream region of the anastomosis because of the development of horseshoes vortex. For the case of the nan-planar 45° and 60° of anastomosis, the area of low-OSI zone was decreased by 26% and 13% respectively and the time averaged wall shear stress was increased by more than 55% as compared with 45° of planar model. However, both of the area of the low-OSI zone and the time averaged wall shear stress of 90°, 120° model were significantly increased.
The steady shear flow properties of vaseline generally used as a base of the pharmaceutical dosage forms were studied in the consideration of wall slip phenomenon. The purpose of this study was to show that how slip may affect the experimental steady-state flow curves of semisolid ointment bases and to discuss the ways to eliminate (or minimize) wall slip effect in a rotational rheometer. Using both a strain-controlled ARES rheometer and a stress-controlled AR1000 rheometer, the steady shear flow behavior was investigated with various experimental conditions ; the surface roughness, sample preparation, plate diameter, gap size, shearing time, and loading methods were varied. A stress-controlled rheometer was suitable for investigating the flow behavior of semisolid ointment bases which show severe wall slip effects. In the conditions of parallel plates attached with sand paper, treated sample, smaller diameter fixture, larger gap size, shorter shearing time, and normal force control loading method, the wall slip effects could be minimized. A critical shear stress for the onset of slip was extended to above 10,000 dyne/$\textrm{cm}^2$. The wall slip effects could not be perfectly eliminated by any experimental conditions. However, the slip was delayed to higher value of shear stress by selecting proper fixture properties and experimental conditions.
Steady and physiological flows of a Newtonian fluid and blood in the abdominal gorta/iliac artery bifurcation are numerically simulated to understand the etiology and pathogenesis of atherosclerosis. Distributions of velocity, pressure, and wall shear stress in the bifurcated arterial vessel model are calculated to investigate the differences of flow characteristics between steady and physiological flows and to compare flow characteristics of blood with that of a Newtonian fluid For the given Reynolds number the flow characteristics of physiological flows for a Newtonian fluid and blood in the bifurcated arterial vessel are quite different from thcse of steady flows. No flow separation or flow reversal in the bifurcated region appears downstream of a stenosis during the acceleration phase. However, during the deceleration phase the flow exhibits flow separation in the outer walls of daugtlter branches, which extends to the entire wall region.
Kim, Jeong-Hwa;Song, Ki-Won;Jang, Gap-Shik;Lee, Jang-Oo;Lee, Chi-Ho
YAKHAK HOEJI
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v.41
no.1
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pp.38-47
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1997
Using a concentric cylinder type, rheometer. the steady shear flow properties of vaseline were measured over the temperature range of 20~70${\circ}$C. In this paper, the shea rate and temperature dependencies of its flow behavior were investigated and the validity of some flow models was examined. In addition, the flow characteristics over a wide temperature range were quantitatively evaluated by calculating the various material parameters. Main findings obtained from this study can be summarized as follows: (1) At relatively lower temperature range, vaseline is a plastic fluid with a yield stress and its flow behavior shows shear-thinning characteristics. (2) As the temperature increases, the value of a yield stress and the degree of shear-thinning become smaller, consequently, the Newtonian flow behavior occurs at a lower shear rate range. (3) At temperature range lower than 45${\circ}$C, the flow behavior shows much stronger temperature dependence, and a larger activation energy is needed for flow. (4) The Herschel-Bulkley model is the most effective one g$^3$ to predict the flow behavior of vaseline having a yield stress. The validity of the Bingham and Casson models becomes more available with increasing temperature. The flow behavior of vaseline at temperature range higher than 45${\circ}$C can be perfectly described by the Newton model.
Adiabatic shear bands have been observed in the serrated chip during high strain rate metal cutting process of medium carbon steel and titanium alloy The recent microscopic observations have shown that dynamic recrystallization occurs in the narrow adiabatic shear bands. However the conventional flow stress models such as the Zerilli-Armstrong model and the Johnson-Cook model, in general, do not predict the occurrence of dynamic recrystallization (DRX) in the shear bands and the thermal softening effects accompanied by DRX. In the present study, a strain hardening and thermal softening model is proposed to predict the adiabatic shear localized chip formation. The finite element analysis (FEA) with this proposed flow stress model shows that the temperature of the shear band during cutting process rises above 0.5Τ$_{m}$. The simulation shows that temperature rises to initiate dynamic recrystallization, dynamic recrystallization lowers the flow stress, and that adiabatic shear localized band and the serrated chip are formed. FEA is also used to predict and compare chip formations of two flow stress models in orthogonal metal cutting with AISI 1045. The predictions of the FEA agreed well with the experimental measurements.s.
The objective of the present study is to investigate the characteristics for flow and wall shear stress in the aneurysm which is a local dilatation of the blood vessel. The numerical simulation using the commercial software for the laminar and steady flow were carried out over the diameter ratios(ratio of maximum diameter of aneurysm to the diameter of blood vessel) ranging from 1.5 to 2.5 and Reynolds number ranging from 900 to 1800. It was shown that a recirculating vortex occupied the entire bulge with its core located closer to the distal end of the bulge and the strength of vortex increased with increase of the Reynolds number and diameter ratio. Especially, for the Reynolds number of 1800 and diameter ratio of 2.5, the very weak secondary recirculating flow was produced at the left upper of the aneurysm. The position of a maximum wall shear stress was the distal end of the aneurysm(z=18mm) regardless of the Reynolds number and diameter ratios. But the maximum values of the wall shear stress increased in proportion to the increase of Reynolds number and diameter ratio.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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