塑料注射充模流动分析的自适应隐式方法

提出了一个注射充模数值模拟隐式方法的时间步长选用标准,依据“一时间步,一单元层”的思想,采用最小二乘递推法估算每一步的时间步长,并依据压力估算每个控制体积的半注满时间,从而可以重构任何时间的流动前锋。计算表明本方法极大地提高了隐式方法的适用性,并把注射充模流动数值模拟的计算时间复杂度降到结点数的平方。     

塑料注射充模过程流动分析的隐式控制体积法

为了改善充模过程流动分析隐式方法的迭代过程,提出了一种基于界面更新的隐式方法。该方法只对已注满结点进行求解,然后更新界面结点的体积函数以便决定是否要更新界面。计算表明了隐式方法性能良好,计算速度比显式方法有量级程度的改进。     

注塑成型充填过程数值模拟的隐式算法

应用有限元 /控制体积方法 ,基于熔体在控制体积内的质量守恒 ,以结点压力和充填分数为未知量 ,建立了熔体在充填阶段流动的控制方程 ,并对方程进行隐式求解 ,完成了对注塑成型充填过程的数值模拟 .算例分析证明算法是正确的     

充模过程Foumtain区的流动分析

提出了一种研究和分析注塑充模过程中Ｆｏｕｎｔａｉｎ（喷泉）区流动的方法，得到充模过程的流线图、速度分布和压力分布的图形，从而使得充模过程数值化，对确定工艺条件和提高产品的产量和质量都有实际意义。     

同步带张紧轮注塑模具RTM工艺树脂流动模拟分析

RTM工艺树脂流动的模拟对于其模具的设计有着重要的价值。就本文而言,通过同步带张紧轮注塑模具的分析,其数值的模拟对于其工艺控制有着较大的促进作用。须知道,数值充模是其工艺成型过程的关键环节,通过树脂渗透过程,逐步地指出其树脂流动的曲线。其计算结果与试验结果是基本一致的。     

微注塑充模过程中壁面滑移对熔体流动影响的研究*

针对微型塑料件注塑充模过程中,壁面滑移对流动的影响不可忽略的情况,运用流体分析软件Fluent,以微阶梯圆形截面通道为模型,在考虑和不考虑壁面滑移的情况下,对微注塑充模流动过程中壁面滑移的影响进行了数值模拟。分析了细通道近壁面处熔体的剪切速率和黏度,发现考虑壁面滑移时近壁面处的剪切速率略大,黏度略低。研究了熔体在粗通道和细通道中沿径向的流动速度和温度分布,以及沿微通道流动方向上的压力分布。结果表明,考虑壁面滑移时熔体流动速度较大,与壁面接触的熔体流动速度不再为零,且微通道截面尺寸越小,这种现象越明显;考虑壁面滑移时近壁面处熔体温度略高,并且粗通道中的这种现象更明显一些;壁面滑移对微通道中的压力分布几乎没有影响。总体而言,壁面滑移有利于微注塑充模。     

充模过程Fountain区的流动分析

提出了一种研究和分析注塑充模过程中Fountain(喷泉)区流动的方法,得到充模过程的流线图、速度分布和压力分布的图形,从而使得充模过程数值化,对确定工艺条件和提高产品的产量和质量都有实际意义。     

翅片管式换热器传热与流场流动特性的数值模拟

在对大型翅片管式换热器结构合理简化的基础上,应用CFD和数值传热学方法,建立了翅片管式换热器内部流动与传热的数学模型,得到了其内部流场和温度场的分布规律。并将数值模拟结果与现场应用数据比对分析,结果表明,研究方法可行,能为换热器的设计和改进提供参考和借鉴。     

管壳式换热器壳程流动和传热的三维数值模拟

提出了一种管壳式换热器壳程单相流动和传热的三维模拟方法 .用体积多孔度、表面渗透度、分布阻力和分布热源来考虑壳程复杂几何结构造成的流道缩小和流动阻力、传热效应 ,通过数值求解平均的流体质量、动量、能量守恒方程 ,得到壳程流动和换热的分布 .用该方法对一实验换热器进行了流动和传热的模拟 ,计算结果和实验结果吻合良好 .     

小尺度管壳式换热器流动和传热数值模拟

通过对称性简化,建立了小尺度管壳式换热器的传热模型。基于Simple算法,采用RNG k-ε方程、多孔介质模型和增强壁面函数法,结合有限体积法及结构化网格对控制方程进行离散,求解三维N-S方程和能量方程模拟了流体在壳程流动的传热过程,在管径不变的情况下,针对节径比分别为1.2、1.4和2.0下的流场及温度场的总体分布规律进行分析,对影响其传热性能的关键因素进行了探讨。结果表明:在相同边界条件下,设计较小的节径比,易在管壁周边形成涡流,换热器的传热性能指标较高,但湍流强度过大,流体剧烈冲刷管束,将对设备的寿命产生影响。     

注射成型充填不平衡分析及流道设计改进

针对注射成型一模多腔充填不平衡问题, 通过简化模型及数值模拟分析,得出由于流道中熔体剪切摩擦产生的黏性耗散热不同,会导致流道中流场分布不同,引起对称型腔不能同时充满。在此基础上,在流道分级部位增加不同几何形状凹槽,改变分流道入口部位熔体温度场。数值模拟结果表明,熔体能够几乎同时充满两个模具型腔,较大程度上改善了一模多腔不平衡现象,提高塑件质量一致性。     

顺序共注射成型充填过程的数值模拟

基于Hele Shaw流动模型,推导出顺序共注射成型充填过程的数值模型;并引入厚度分数,采用控制体积法来实现运动界面的追踪。数值模拟结果与moldflow的模拟结果相吻合,并且能够正确反映芯皮层熔体黏度比对注射压力和界面形貌的影响。     

带筋注塑制品截面充填过程数值模拟

采用有限元法,模拟计算了带加强筋的注塑制品截面充填过程的流场。通过设计两个算例,模拟得到带加强筋的注塑制品截面充填过程中其厚度方向上的速度场、压力场、熔体前沿以及速度和压力的变化历史。由速度场的变化历史特别是剪切历史可以得到流动诱导的纤维取向分布。     

注水参数对水辅助注射成型充填过程影响的数值模拟

建立水辅助注射成型二维、瞬态、非定常流动模型,采用黏度幂律模型,在k ω湍流模型下,充分考虑注射水的湍流特性以及熔体前沿的喷注效应,采用有限体积法（VOF）对充填过程中的注水速度、注水温度和注水延迟时间等注水控制参数的影响进行数值模拟。结果表明,注水速度的增加会增加水在熔体中的穿透长度,并且会减小残余壁厚;注水温度对水的穿透长度和残余壁厚的影响均不显著;随着注水延迟时间的增长,水的穿透长度和残余壁厚均有增加的趋势。     

水辅助共注射成型充填过程的数值模拟研究

基于黏度幂率模型,建立了水辅共注成型充填流动过程的瞬态、纯薪性、非等温的理论模型,并采用有限体积法对水辅共注成型过程进行数值模拟。研究了内外层注射量、内外层熔体流变指数比、注水温度、注水速度、注水延迟时间、内层熔体温度和模壁温度等因素对充填过程的影响规律,并根据流变学理论阐述了其影响机理。     

微流控芯片注射成型过程的数值模拟研究

以生物测试上广泛使用的微流控芯片为研究对象,研究使用聚合物微型注塑方法进行类似产品大规模、批量化生产的可能性。在建立微流控芯片结构模型的基础上,运用聚合物成型分析软件Moldllow对其在不同工艺参数下的成型过程进行了系统研究。结果表明,熔体温度的改变对充填时间的影响甚微,充填时间随着注射速度的增加而明显缩短,注射压力随熔体温度的增加而减小,随注射速度的增加而增加。增加熔体温度和注射速度可以降低翘曲变形。     

注射充模过程的压力求解方法及其比较

提出了一个LU局部分解方法来求解注射充模过程的压力方程,并与其他迭代方法进行了比较。LU局部分解法是当矩阵在逐渐变大时,保留已经分解的部分,只对新增加的部分进行分解,因此相当于只对最后的稀疏矩阵进行了分解。计算表明,LU局部分解法比预条件共轭梯度法快大约1个量级,而预条件共轭梯度方法又比超松弛迭代法快大约1个量级。     

共注成型充模流动数值模拟研究

在共注成型多相分层流动充模成型的机理研究基础上,通过采用通用的Hele-Shaw模型和流体积技术,推导出用于描述共注成型多相分层流动充模过程的理论模型,并提出了一种稳定有效的求解理论模型的数值方法。该数值方法通过使用不连续Galerkin法、上风（upwine)法等稳定性技术来解决数值解的不稳定性问题和数值发散问题,实例数值模拟结果与实验结果基本吻合。