基于三维粘弹性罚函数有限元分析的塑料异型材挤出口模设计

以Y形截面异型材挤出为研究对象,采用PTT粘弹本构模型和罚函数有限元法,对塑料熔体在挤出口模内的三维粘弹性等温流动进行了数值模拟。通过分析数值模拟得到的流速分布,修正了挤出口模的初始设计,并依据流率平衡原则来确定成型区各部分的长度。研究还表明:对于异型材挤出口模设计,不能把口模截面视作若干规则形状截面的简单几何组合,必须把其当成一个整体来对待;过渡区不仅影响成型区的流动,而且对稳流区的流动也有不可忽视的影响,设计时应对过渡区给予足够的重视。提出的异型材挤出口模设计方法可以容易地推广到更复杂截面异型材挤出口模设计中。

三维恒定磁场罚函数有限元法的离散格式

对于三雏线性恒定磁场的罚画数有限元法，本文给出了关于四面体元、直三棱柱元和长方体元这三种常用单元的离散格式。

三维近不可压缩弹性问题的罚函数有限元分析

对三维近不可压缩弹性问题,利用常规有限元进行求解时会出现体积闭锁现象,需要采用某些特殊的方法。罚函数协调有限元法具有程序实现简单、罚数易于确定以及不改变泛函驻值性质等特点,是克服体积闭锁现象的一种有效方法。本文,针对混合边界条件的三维近不可压缩问题,详细推导了罚函数有限元法的计算格式,分析该方法实施成功的条件,并通过数值实验验证了该方法对解决体积闭锁现象的有效性和鲁棒性。在三维有限元分析中,剖分网格的质量将对计算精度和求解效率产生很大影响,实际计算时若能采用各向同性网格,则对问题的分析将具有更好的收敛性。

温盐双扩散系统对流扩散的罚函数迎风有限元模拟

对温盐双扩散系统的对流扩散问题采用了罚函数迎风有限元数值方法模拟。该方法具有稳定性好，二阶精度，可直接求解原始方程等优点，并用一个具有横向受热的方腔加以验证。所得定常结果和前人用速度压力法所做非定常结果的趋势很吻合。在此基础上，应用该方法对具有横向受热，设置障碍物的方腔中的温盐双扩散问题数值计算，得到了温度雷诺数Ｒａ＝１０６及热浮力比Ｎ＝１，３，５，７下的流场、温度场和浓度场的情况，考察了Ｎ与障碍物的影响．

罚有限元法在聚合物成型加工研究中的应用

分析比较了压力－速度混合有限元法和罚函数有限元法用子粘性流场求解时的具体步骤。论证了相比之下后者具有的优点．建议在对聚合物成型加工过程中的熔体流动进行数值计算时，应将罚函数有限元法列入数值方法的优选范围．

基于SUPG的有限元法求解N-S方程

采用罚函数有限元法并结合流线迎风SUPG效应格式,模拟了不同雷诺数下不可压缩粘性流体的槽道流动过程。数值模拟结果与经典有限体积法计算结果较吻合,证明采用的数值方法可行。

聚合物熔体在直线型异型材挤出口模内三维粘弹流动分析

利用罚函数有限元法,采用PTT粘弹模型,对聚合物熔体在直线型异型材挤出口模内的三维等温流动进行了数值模拟,得出了不同挤出量下的速度和应力分布。结果表明:口模截面上流动中心位于流动阻力较小的部分,而且这部分的流速较快;必须依据流动阻力的大小来匹配组成口模截面的各部分所对应的成型区长度,流动阻力大的部分,长度应较小,以免产生流动不平衡从而导致挤出物离模后的扭曲;过渡区对熔体在其上游的稳流区和在其下游的成型区内的流动均有明显影响;聚合物熔体的松弛时间对熔体流速无影响,对剪切应力的影响非常小,随着松弛时间的增大,熔体的粘弹性拉伸应力下降,而且熔体粘弹性拉伸应力对总拉伸应力的贡献很大。