Abstract
本論文是以純理論性的角度來解析懸浮體實質輸送係數的濃度效應，藉以提供高分子加工者一較理論性的研究依據。本文研究的主題，主要分為二部分：第一部分是探討隨機排列之多相懸浮系統的實質（有效性）熱傳導係數。第二部分則是探討微彈性懸浮體在高剪切率區和低剪切率區的剪切流動黏度。最後，第三部分則是探討高濃度之稍可彎曲纖維體懸浮在非牛頓艾利斯（Ellis ）流體的本質方程式。雖是透過對三種不同系統的研究來瞭解實質輸送係數的濃度效應，但是整個論文只有一個核心的主題，即如何的以理論計算出在非稀薄濃度範圍，甚至在高濃度範圍內，懸浮粒子們彼此間的作用。唯有解決在該系統內這項作用值，才有可能正確的導出有效的輸送係數。而本文所選擇的這三項研究主題之分析方法，實已含蓋所有懸浮體力學（流變學）的分析理論，因此為往後懸浮系統之理論研究者奠定良好的基礎。本文的第一部分即引用泛一致性模式來研究多相懸浮系統的熱傳導係數，重點是擺在如何延伸過去已發展成熟的二相系統的泛一致性模式的結果來估算多相系統的熱傳導係數。在文中，吾人提出二種完全不同的構想來達到延伸的目的。第一種構想即為提出所謂的虛擬體積分率相等律。第二種構想即為改變二相系統之泛一致性模式中的參數，再利用線性重疊原理來解多相系統之熱傳係數。從計算的結果來看，基本上，這二種方法的結果並沒有明顯的不同。根據研究的結果發現，事實上這二種方法皆穩含相當重的線性加成原理，因而無法再做更深入的模式改善，因此提出再正規化技術，明顯的利用此種觀念得到完全不同的結果，而且暴露出泛一致性模式在高濃度區適月性的問題。事實上，當粒子與粒子間的距離遠子於粒子的半徑時，正確的分析方法應是潤滑力學。因此，本論文的第二部分的研究方法即為利用潤滑力學研究懸浮體流變學。本文的第二個研究主題，即為推導高濃度微彈性懸浮體在高剪切率區和低剪切率區的剪切流動黏度。此一部分除了強調因粒子的濃度接近於最密堆積分率而需引用潤滑力學外，最重要的重點則是該系統之懸浮液為微彈性非牛頓流體，為了用解析法解這一問題，因而把問題分為高剪切率區和低剪切率區的分析。在低剪切率區的懸浮液本質模式是採用瑞勒玟（Rivlin ）-依瑞克森（ Ericksen ）模式來描述懸浮液的流變特性。在高剪切率區則採用哈諾依（Harnoy）本質方程式來描述懸浮液的流變特性。從利用潤滑力學分析，計算的結果來看，在低剪切率區的彈性效應是具有增加懸浮體實質黏度的效應。而在高剪切率區，則由於應力鬆弛的效應而具有降低懸浮體實質黏度的現象。同時，在分析時，採用不同於以往的二度空間微觀結構，但是結果卻沒有明顯的不同。由於在這一部分的懸浮粒子屬各向同性的球形粒子，故在推導實質黏度時，是用能量消耗的觀點來著手，此種方法不能用在含有異向性懸浮粒子的系統，此時應推導出懸浮系統之偏向應力的整體平均值，利用張量的操作來求解實質黏度，在第三部分，就是引用這種分析的方法來探討各向異性懸浮體的流變行為。