微尺度流道中流体流动前沿的喷泉流动仿真

采用经典G a lerk in有限元法和N ew ton-R aphson迭代法,配合适当的边界条件实现了微流道中牛顿流体和剪切变稀流体前沿喷泉流动的数值仿真。结果表明:两种流体在喷泉流动区域的速度压力分布规律相同,在微尺度条件下流体的本构特性对喷泉流动的形式影响较小,仅是剪切变稀流体的喷泉区域略大于牛顿流体。在微尺度条件下,喷泉效应仍然是一种纯流体动力学现象。表面张力对微流体前沿喷泉流动区域的速度压力分布影响很小,但其在流体前沿自由表面上产生的切向应力使流体前沿的形状产生较大变形,与理想的半圆形相差较远。

注射成型中充模阶段熔体喷泉流动的研究

建立了聚合物熔体充模流动的数学模型,并结合实验结果对充模流动中喷泉效应进行了分析,得到了一些结论。为整个充模过程的控制机理提供了理论依据,对控制注射工艺、模具设计有指导意义。

注塑制品微结构的三维数值模拟分析

构建了带有圆柱阵列微结构的微注塑制品3D模型,采用聚丙烯为原料,应用针对不可压缩性流体的三维有限元方法,根据优化的有限元网格实现体积控制来预测熔体的前沿流动。结果表明,基于3D数值模拟方法能很好地模拟出微注塑制品不同填充阶段的流动状态、温度场和速度分布;厚度方向微结构的充填过程滞后于流动前沿径向的推进,不利于微结构区域气体的排出;微圆柱结构充填时能够形成喷泉状流动前沿。