基于Polyflow模拟的茂金属聚乙烯纺黏长丝制备及其性能

为研究茂金属聚乙烯(mPE)用于纺黏生产的可能性,分析了mPE的热性能及流变性能,利用Polyflow模拟软件对mPE纺黏长丝制备过程中熔体的流速分布和挤出状态进行模拟,分析了熔体在相同挤出压力、不同挤出温度下流动过程中的速度分布变化以及挤出胀大的变化趋势,根据模拟结果对纺丝实验进行参数指导,并对得到的纺黏长丝进行测试分析。结果表明:mPE熔体的挤出速度随挤出温度的增高而增大,孔口胀大比随着挤出温度的增高而减小;当挤出温度为240℃时成功制备出mPE长丝,经6倍拉伸后mPE长丝的断裂强度达到3.44 cN/dtex,力学性能优良;实验结果与模拟结果相吻合,证明了mPE用于纺黏生产的可行性,为mPE材料应用于纺黏生产提供理论参考。

基于Polyflow模拟的塑木建筑墙板异型材机头流道设计

以典型的宽幅大厚度聚氯乙烯(PVC)塑木建筑墙板为研究对象,以实际配方、工艺参数和设备结构参数为模拟条件,借助Polyflow有限元模拟软件,分析了机头压缩比、分流支架、阻力元件等结构对机头挤出过程速度场和压力场的影响,以熔体流速均匀分布为优化目标来逐步指导新流道的设计,获得了较优的机头流道结构参数,实现了基于流场模拟的墙板机头流道设计,对实际工程用塑木墙板机头的结构设计具有较好的指导意义。

基于POLYFLOW模拟不同微孔形状及拉伸速率的共挤出流动

以聚酰胺6(PA6)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两种聚合物为原料,应用POLYFLOW软件模拟并列型PA6/PET熔体共挤出过程的现象,讨论了2种熔体在不同入口角、不同长径比的微孔结构下的挤出胀大比的变化规律。结果表明:长径比较小时,入口角对挤出胀大比有一定的影响;长径比较大时,入口角对挤出胀大比几乎没有影响;随着长径比的增加,挤出胀大比逐渐减小。随着拉伸速率的增加,挤出胀大比减少;拉伸速率过大时,容易产生熔体破裂,因此,适当的拉伸速率可以减小挤出胀大比。

基于PolyFlow模拟分析的新型流道系统设计与分析

塑料板膜挤出机头是挤出热塑性板片材的关键性部件。设计不良几何流道将会导致口模出口挤出速度不均及物料在机头内滞留而热分解,从而引起挤出板片材的横向厚度不均及产品质量下降等问题。本文基于PolyFlow数值模拟分析,以直锥管衣架式机头为基础,提出一种新的流线型流道系统设计方法。经优化设计参数,从模拟结果中取得了良好的挤出效果。并通过了初步的实验验证。

三七治疗骨关节炎机制:基于UHPLC-QE-MS、网络药理学及分子动力学模拟

背景:课题组前期研究发现三七能够修复骨细胞的形态结构,对于治疗骨关节炎具有良好的应用前景,但目前对于三七的具体作用机制尚不清楚。目的:采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱串联质谱(ultra-high performance liquid chromatography-Q exactive-mass spectrometry,UHPLC-QE-MS)技术鉴定三七的主要成分,并结合网络药理学、分子对接和分子动力学模拟探究三七治疗骨关节炎的作用机制。方法:利用UHPLC-QE-MS技术鉴定三七的主要成分后,运用TCMSP数据库筛选活性成分,通过TCMSP和Uniprot数据库查找活性成分靶点,通过疾病数据库筛选骨关节炎靶点。在药物靶点与疾病靶点取交集后,导入STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作网络筛选关键靶点,通过“活性成分-作用靶点”网络筛选关键活性成分。再对关键靶点进行富集分析,并对关键活性成分和关键靶点进行分子对接验证,最后选取结合能最低的结果进行分子动力学模拟。结果与结论:①在三七溶液中共鉴定出57种活性成分,成分靶点与疾病靶点交集50个,关键活性成分5个(槲皮素、熊脱氧胆酸、山奈酚、柚皮素和红藻氨酸),关键靶点5个(白细胞介素6、基质金属蛋白酶9、白细胞介素1β、白蛋白和趋化因子配体2);②基因本体功能富集642个条目,其中620个条目代表生物过程,21个条目代表分子功能,1个条目代表细胞成分;京都基因与基因组百科全书通路分析63条通路,主要涉及雌激素信号通路、白细胞介素17信号通路和高糖基化终末产物-高糖基化终末产物受体信号通路;③分子对接显示关键活性成分和关键靶点结合活性良好,分子动力学模拟提示槲皮素和基质金属蛋白酶9间的相互作用稳定;④对三七成分进行了较全面研究,初步阐明了其药效物质基础,预测三七可通过多组分、多靶点、多途径和多通路发挥抗炎、软骨保护和免疫调节作用来治疗骨关节炎。

随机纤维膜过滤器捕集浮游生物颗粒的DPM数值模拟

目前常用的深海浮游生物取样方法,是采用水泵抽取海水,并通过过滤技术捕捉其中的浮游生物。因此,以浮游生物过滤器为研究对象,通过随机算法建立三维纤维膜微观模型,并基于相似准则对纤维膜模型进行数值模拟研究,同时,采用拉格朗日离散相模型(DPM)追踪浮游生物颗粒在过滤器内的运动轨迹。研究结果表明:入口速度的变化对流场的压力和速度分布有显著影响,随着入口速度增加,流场内部速度差增大,流场中的压力分布出现明显的分层现象,且压力损失随入口速度增大而增大。其孔隙较小的纤维模型具有更好的过滤性能,对浮游生物颗粒的过滤效率基本稳定在80%。

Ag^(+)、Zn^(2+)、Cr^(3+)改性Y型分子筛吸附脱除喹啉的模拟计算研究

首先考察了吸附时间对三种改性Y型分子筛AgY、ZnY、CrY吸附脱除模拟燃料中喹啉的影响,结果发现三种分子筛对喹啉的吸附容量和去除率大小顺序均为:AgY>CrY>ZnY.运用Materials Studio软件,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)对改性Y型分子筛吸附喹啉机理进行了模拟计算研究,得出以下结论:模拟计算AgY、ZnY、CrY的比表面积和孔体积与其低温N2吸附-脱附表征结果基本一致,并且发现改性Y型分子筛的吸附脱氮能力与比表面积和孔体积关系不大;以Fukui函数为基础,采用Mulliken和Hirshfeld两种布局数分析方法模拟计算了三种改性Y型分子筛的相对亲电性并分析Lewis酸强弱,其Lewis酸大小顺序为:AgY>CrY>ZnY;对三种改性分子筛进行了前线轨道分析,其化学吸附活性大小为AgYCrY>ZnY,模拟计算所得各种结果与实验结果顺序完全一致.

纳米尺度下水液滴撞击固体表面润湿性行为的分子动力学模拟

本文采用分子动力学方法研究纳米尺度下水液滴碰撞铜壁面的润湿过程,水滴温度和固液作用强度对润湿性行为的影响以及直径为4.67 nm球形液滴在273 K-353 K温区、固液作用强度在1-3范围内,水滴的润湿行为和平衡接触角与温度、固液作用强度之间的变化关系.研究结果显示:液滴在不同润湿性壁面上会产生明显不同的润湿演化特性.模拟结果表明对于亲水材料,由于壁面附近水分子所受的势能束缚随温度升高而增强,平衡接触角则相应减小;对于疏水材料,由于随温度的升高分子之间增加的势能大于固液之间增加的势能而表现出平衡接触角随着温度升高而增大的趋势.因此,针对其材料亲水性能,可以通过改变温度影响其润湿行为,从而提高传热、传质和自清洁性能.

煤表面含氧官能团吸附氮化物的模拟计算研究

煤表面六种常见的官能团结构单元包括酚羟基Ph-OH、羧基-COOH、羰基-C=O、醚键-O-、醇羟基R-OH和烷基R,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)从原子层面模拟计算煤表面官能团对苯胺、吡啶、喹啉三种典型氮化物的吸附性能.通过计算分析前线轨道、吸附能及分子间吸附距离等参数,探究三种氮化物在煤表面不同官能团上的吸附机理,结果表明煤表面模型上各官能团对三种氮化物的吸附强弱顺序均为:-COOH>R-OH>Ph-OH>-C=O>-O->R,三种氮化物在煤表面官能团的吸附强弱顺序为:吡啶>喹啉>苯胺.

铁基氧化物团簇催化CO还原NO反应模拟

固定床实验表明,在深度欠氧的条件下,铁基氧化物对CO还原NO的反应具有催化作用.为进一步理解脱销催化反应机理,本文利用量化软件Gaussian模拟了铁及其三种不同价态氧化物团簇:Fe_(2)团簇、Fe_(2)O_(2)团簇、Fe_(2)O_(3)团簇催化CO还原NO的反应路径,为进一步改进脱硝反应提供理论基础.本文分析了反应过程的各阶段能量壁垒,三种团簇中最容易发生催化反应的团簇为Fe_(2),整个反应过程中的决速步为NO在Fe_(2)团簇上的解离吸附过程.

复杂地质条件下隧道地质雷达与数值模拟研究

文章探讨了地质雷达在复杂地质条件下隧道勘探中的应用。对复杂地质条件对隧道施工的影响进行了分析,重点介绍了地质雷达在隧道地质勘探中的关键作用,以及数值模拟技术在解决复杂地质问题中的优势。在理论层面,着重阐述了地质雷达的基本原理以及数据处理方法,并通过运用gprMax软件设计实验,研究尺寸因素对目标体的影响。结合湖南永州紫金山3号隧道工程项目的案例,使用地质雷达采集数据并验证了数值模拟的结果。在这一实例中,有效地应用了地质雷达技术,预测了隧道掘进面前的断层破碎区及其断层位移,这为工程操作提供了重要的指引和帮助。这些发现不仅深化了大家对地质雷达在隧道勘探中应用的认识,同时也为复杂地质环境下的隧道工程施工提供了实际可行的预警和探测手段。

基于Polyflow十字形纤维挤出成形过程的模拟计算

基于Polyflow专用软件,对十字形纤维挤出成形过程进行模拟计算。结果表明:熔体从喷丝孔挤出后速度分布的变化与熔体挤出胀大是同时发生的,表面张力是引起纤维截面变化的主要作用因素,并初步确定了十字形纤维挤出变形距离喷丝板的大致范围,在设计喷丝孔时应考虑到表面张力对纤维成形过程的影响。在设计喷丝孔之前应对熔体挤出过程进行逆向挤出模拟计算,以保证得到所需的异形截面纤维。研究成果对于异形纤维的开发有理论参考作用。

基于Polyflow的制杯机热成型仿真模拟

热成型技术是塑料成型常用技术方法之一。它以成型效率高、投资少等优点得到了广泛的应用。结合CAD软件和有限元CFD软件Gambit建立了有限元模型,利用Polyflow软件模拟了制杯机的热成型过程。以片材厚度作为表征,结合实际热成型产品验证了有限元仿真模拟结果的有效性。结合仿真结果,详述了片材变形及厚度分布的热成型过程,为同类热成型机优化产品结构以及模具设计提供参考和理论依据。

Ru团簇对Ni/Ni_(3)Al合金纳米线形变影响的原子模拟

镍基高温合金是制造先进航空发动机热端部件的关键材料之一,其高温力学性能直接关系到发动机运行安全和使用寿命.本文采用改进分析型嵌入原子模型(MAEAM)和分子动力学(MD)研究合金化元素钌(Ru)团簇对Ni/Ni_(3)Al纳米线形变机制的影响,结果表明:在单轴拉伸应变下,纳米线的弹性模量和屈服强度随温度升高而降低.温度较低时,纳米线形变由位错产生与发射而导致晶格滑移所引起.由于晶格热振动非谐效应不明显,Ru团簇阻碍效果显著,使得晶格滑移区域仅限于Ru团簇与Ni/Ni_(3)Al相界面之间且呈非对称分布.温度较高时,纳米线的形变由位错发射而引起晶格滑移所致,但因非谐效应显著,Ru团簇无法阻碍位错运动,滑移区域在Ru团簇周围对称分布于Ni_(3)Al相中.最后从Ru团簇微观结构及其稳定性的角度进一步分析其对纳米线形变影响.

基于POLYFLOW的环模制粒机流场模拟分析

对苜蓿环模制粒机工作过程作分析。应用POLYFLOW软件对其挤压区域进行二维等温流动的数值模拟,得出流场的压力、速度、流线、剪切速率和粘度的分布规律,旨在了解挤压过程的基础上为制粒机工况的控制和结构的优化提供参考依据。通过POST-CFD中probe功能捕捉模孔的出模压力,将其与模拟压缩试验测得的苜蓿草粉密度达到产品密度要求时对应的挤出力相比,误差低于3%,表明所采用的模拟方法具有一定的可信度。

基于Polyflow对纤维拉伸成形过程的模拟

纺丝熔体从喷丝微孔挤出之后,经过冷却、拉伸最终凝固成丝条.这个过程主要受到纺丝卷绕拉伸力和冷却空气对流传热等条件影响.利用Polyflow软件建立纤维拉伸成形的数值模型,模拟圆形截面纤维在冷却空气和不同的拉伸力等条件作用下纤维拉伸成形的过程.分析在此过程中拉伸速率、丝条温度和丝条半径的变化情况,在聚合物熔体纺丝工艺研究中起到一定的指导作用.

基于POLYFLOW挤出成型的模拟分析

通过应用POLYFLOW,模拟分析胶料在挤出过程中速度场、压力场的分布状况,并预测挤出制品的发展趋势。

基于Polyflow的密炼机转子端面螺旋槽密封模拟分析

采用Polyflow软件模拟分析密炼机转子端面螺旋槽内流体的速度和压力分布,以进一步确定端面螺旋槽对转子密封能力的影响。结果表明,转子端面螺旋槽对胶料有较好的泵送能力,产生良好的密封作用,且在一定范围内,转子转速越高,转子端面螺旋槽的泵送能力越强,转子密封效果越好。该结果为今后的密炼机研究和生产提供一定的依据。

基于POLYFLOW双转子连续混炼机混炼形态模拟

通过运用有限元分析软件POLYFLOW对双转子连续混炼机的混炼形态进行三维等温模拟分析,并对比分析混炼段流场的流体速度、剪切速率和混合指数对混合效果的影响。结果表明,流场z向速度参数在转子螺棱交汇区出现负值,即存在有返混作用的回流流动;并且在螺棱顶部和料筒壁之间流体速度和剪切速率均达到最大值,在熔体流动区域混合指数大部分区域大于0.5。

塑料成型加工模拟软件POLYFLOW的应用

本文介绍了国内外塑料成型加工模拟技术与软件的发展和应用，重点介绍了POLYFLOW软件，并指出了国内发展的方向。