明平剑
,
董红星
,
张文平
工程热物理学报
传热与固化过程的耦合作用在复合材料成型工艺中具有重要影响.本文基于非结构化网格有限体积法提出一种解决结构形式复杂的复合材料成型过程中各向异性非稳态导热与固化反应动力学耦合问题的算法.各向异性复合材料的导热控制方程空间项采用非结构化网格有限体积法离散,时间项采用欧拉隐格式求解.固化动力学方程采用了欧拉显格式计算,并通过固化反应速率计算出能量方程的热源,同时根据温度分布及其变化更新固化反应速率,实现导热与固化反应的双向耦合.最后,通过文献中的几个经典算例验证了本文方法的正确性和可靠性,同时也表明本文方法可以处理复杂结构形式的复合材料成型过程的传热与化学反应的耦合模拟问题.
关键词:
各向异性导热
,
固化反应动力学
,
复合材料
,
非结构化网格
,
有限体积方法
徐百平
,
王玫瑰
,
瞿金平
高分子材料科学与工程
基于涡量速度法,推导出单螺杆挤出机内三维流动无因次控制方程,提出了一种求解非牛顿流的新方法.采用交错网格,对挤出机内的幂律流体三维流动进行了有限体积方法数值模拟,得到了螺槽内的速度分布.提出了Galerkin速度逼近方法,利用Largrange插值获得速度场.借助4阶Runge-Kutta方法对流体质点运动进行数值积分追踪,对螺槽内的层流混合进行了表征.发现了界面拉伸过程中不同初始位置的示踪剂界面拉伸总体呈线性增长,但伴有周期性振荡效应.这种效应在贴近螺壁面的流体单元表现最大,甚至超过了界面平均增长的量级.
关键词:
有限体积方法
,
单螺杆挤出机
,
层流混合
,
界面拉伸
徐百平
,
喻慧文
,
王玫瑰
,
刘跃军
高分子材料科学与工程
建立了带有扰动副螺棱的单螺杆均化段数学模型,探讨了不同副螺棱高度对混合的影响.将有限体积方法与叠加网格技术相结合,得到了螺槽内牛顿流体三维等温周期性速度场.采用4阶Runge-Kutta方法进行流体前锋追踪计算,得到了粒子群及示踪剂界面混合行为.Poincaré截面揭示了混沌混合在螺槽横截面内呈现“8”字形带状分布,内外分别被准周期运动区域填充.副螺棱高度越大,混沌混合区域所覆盖的尺度越大,混合能力越好.
关键词:
单螺杆挤出机
,
往复副螺棱
,
有限体积方法
,
混沌混合
,
前锋追踪
,
Poincaré截面
