低碳经济的发展使得低成本复合材料液体模塑成型(LCM)制备天然纤维复合材料的研究在国际上倍受关注。本项目拟采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,开展LCM过程中树脂浸润天然纤维织物渗流机理的研究。重点建立较为真实反映树脂浸润天然纤维织物时发生的宏微观耦合流动和纤维吸收流体膨胀现象的多尺度双渗漏数学模型,采用两套网格体系以及高分辨率的稳定有限元算法结合控制体技术,对带有移动边界的宏微观流耦合控制方程进行数值求解,实现LCM过程中树脂浸润天然纤维织物的多尺度数值模拟;并开展实验研究表征树脂的双渗漏流动行为,分析天然纤维膨胀变形-孔隙率-渗透率与时间的关系,揭示树脂在天然纤维织物中的双渗漏流动机理,为LCM制备天然纤维复合材料奠定理论基础,为成型过程控制、工艺参数优化和制品质量控制提供依据,对发展可膨胀变形多孔介质的渗流理论和计算流体力学理论也具有重要意义。
英文主题词Natural Fiber;Liquid Composite Molding;Coupled Macro-micro Flow;Absorption-swelling;Twin Sink