FENE珠-簧链聚合物分子模型流变性质Brown动力学模拟

通过布朗(Brown)动力学方法模拟了有限伸展非线性弹性(FENE)珠-簧链分子模型在稳态简单剪切流场和突始剪切流场中的运动,得到分子链的位形变化轨迹,同时对聚合物分子力场进行计算分析,模拟流变性质,研究温度、弹簧参数和剪切速率等对该模型定常与非定常流变性质的影响。结果表明,随温度升高,聚合物黏度下降,随剪切速率的升高伴随有假塑性剪切变稀现象发生,并且弹簧拉伸常数不同,聚合物黏度稳态值也不同。

聚合物分子稀溶液在拉伸流中的Brown动力学模拟

近年来,Brown动力学模拟方法作为研究聚合物分子流变学及动力学性质的一种有力工具,受到广泛关注。文章简要介绍聚合物分子稀溶液在拉伸流中的Brown动力学模拟的研究方法,包括聚合物分子的力学模型及模拟的基本方法;总结和分析近20年来哑铃模型、珠杆链模型以及珠簧链模型在拉伸流中的Brown动力学模拟的有关研究工作的进展。最后展望了未来研究工作的主要方向及关注重点。

聚合物溶液微观力场的分子动力学模拟

提出利用FENE珠-簧链分子模型描述聚合物微观结构,介绍了分子Brown动力学模拟方法,模拟了聚合物稀溶液分子链在剪切流场下不同时刻位形的变化,并计算出不同时刻聚合物流动过程中应力的大小,考虑不同剪切速率和不同区域分子链所受应力的变化,用半隐式预估校正法对流动过程中分子链位形控制方程进行计算,利用牛顿迭代法对非线性方程组进行求解.

注塑成型过程的多尺度光滑粒子流体动力学模拟

注塑成型是聚合物成型加工领域中的一类重要方法。传统的注塑成型数值模拟大多局限于宏观模型求解,然而塑料制品的性能与其微观分子结构密切相关,建立注塑成型模拟的微宏观耦合计算方法具有重要的学术和应用价值。该文基于珠-簧链模型,提出多尺度光滑粒子流体动力学(SPH)方法,对黏弹性注塑成型过程进行了数值模拟研究。该方法在宏观尺度上采用SPH方法求解质量和动量守恒方程,在微观尺度上采用Brown构型场方法求解弹性应力。通过将黏弹性Couette流的模拟结果与解析解对比,验证了该多尺度方法的有效性。模拟了C形腔和N形腔注塑成型问题,展示了成型过程中的微宏观物理信息变化情况,研究了不同流变参数对成型过程的影响。研究结果表明:提出的多尺度SPH方法可稳定、准确地模拟注塑成型过程,并能计算得到传统宏观方法无法获得的一些微观分子信息。