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纤维悬浮聚合物熔体中纤维影响的数值模拟
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ021.1[化学工程] TQ311[化学工程—高聚物工业]
  • 作者机构:[1]西北工业大学应用数学系,陕西西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金重大项目(10590353);陕西省自然科学基金项目(2005A16).
中文摘要:

采用一种多尺度模型研究了纤维悬浮聚合物熔体的流动过程,通过宏观流体的流动状态、纤维所在尺度上的纤维取向表征和聚合物溶液大分子哑铃模型尺度上的哑铃概率分布三尺度信息,实现了纤维悬浮聚合物熔体流动控制方程和本构关系的三尺度共同表征。使用SIMPLER—FDMS算法对多尺度控制方程组进行了求解,并通过4:1等温平板收缩流的数值模拟验证了该多尺度模型的有效性。通过对纤维浓度、纤维间相互作用以及纤维长径比的分析,研究了纤维参数对聚合物基熔体悬浮体系及纤维取向的影响。

英文摘要:

For polymeric fluid with fiber suspensions, a multi-scale model was developed. The model coupled the theologic behavior of incompressible flow field on the macro-scale, the effect of transient orientation of the fiber on the meso-scale, and the information of probability distribution of finite extensible nonlinear elastic (FENE) dumbbell model on the polymeric molecular level. The governing equations for the polymeric flow field, the composite stress, the distribution of molecular chain configurations and fiber orientation were coupled and solved simultaneously. The semi-implicit method for pressure linked equations revised and finite difference method on source term (SIMPLER-FDMS) method was used to calculate the multi-scale governing equations. In the simulation of 4 : 1 isothermal planar contraction flow, the validity of the multi-scale model was proved by the analysis of distribution of normal stress difference, shear stress, and the fiber orientation ellipse. For investigating the effects of fiber parameters on the viscoelastic behavior and fiber orientation probability of polymeric fluid with fiber suspensions, a parametric study about the fiber concentration, fiber-fiber interaction and fiber aspect ratio was conducted.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185