杨波
,
金天国
,
毕凤阳
,
李建广
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.11.002
准确预测预成型体渗透率对复合材料液态成型工艺过程仿真有重要意义,铺覆过程中织物发生的剪切变形对局部渗透率有很大影响.本工作考虑纱线的可渗透性,对织物单胞内的树脂流动建立了统一的流动控制方程,同时建立了逼真的正交单胞几何模型,基于Adams-Bashforth差分格式和Chorin投影法构造了数值求解树脂流动控制方程的高分辨率TVD格式,利用达西定律预测了单胞的渗透率,算例表明该算法预测值与实验值有较好的吻合,验证了算法的准确性.在正交单胞渗透率求解的基础上,采用贴体坐标法完成了单胞剪切变形后流动控制方程从物理域到计算域的转换,进而实现了剪切单胞渗透率的数值预测,考察了单胞主渗透率比与剪切角的关系,通过与文献中数据对比证明了该剪切单胞渗透率预测算法的合理性.
关键词:
预成形体
,
渗透率
,
Brinkman方程
,
有限差分法
,
贴体坐标
金天国
,
杨波
,
李建广
,
毕凤阳
复合材料学报
分析了液体模塑成型工艺(LCM)下织物预成型体中双尺度流动以及由此造成的空气裹入,进而产生细观及微观气泡的现象.基于多相流(VOF)方法建立了树脂空气两相流体在单胞内部流动的数学模型,并确定了该模型中多孔介质阻力源项和毛细力源项的具体形式.基于Fluent软件的UDF功能实现了上述两相流模型的数值求解,研究了平纹织物单胞中的两相流动以及2种气泡的生成过程.对Rovcloth 2454织物的气泡生成仿真结果显示,毛细数Ca对气泡的产生有决定性作用:当毛细数接近临界毛细数Cac时,气泡产生量最低,而当Ca小于Cac时,容易产生细观气泡,反之容易产生微观气泡.通过与文献中的理论预测和实验数据对比,验证了本文算法的正确性.
关键词:
多相流
,
VOF方法
,
LCM工艺
,
气泡生成
,
数值模拟
