泡沫塑料成型气泡膨胀阶段气泡振动机理的研究

本文研究在气泡膨胀阶段，气泡振动的机理，分析振动产生的原因，特别通过对气泡膨胀方程的简化，揭示气泡振动的主要本质和影响因素，为研究气泡振动对气泡膨胀过程的影响，严格控制泡沫塑料成型加工提供理论依据。     

泡沫塑料成型气泡膨胀阶段气泡振动机理的研究

本文研究在气泡膨胀阶段,气泡振动的机理,分析振动产生的原因,特别通过对气泡膨胀方程的简化,揭示气泡振动的主要本质和影响因素,为研究气泡振动对气泡膨胀过程的影响,严格控制泡沫塑料成型加工提供理论依据。     

塑料自由膨胀挤出发泡过程泡体密度研究

本文研究自由膨胀挤出发泡过程，建立起此过程泡体密度变化的理论模型，通过非等温模型的引入，把微观气泡膨胀过程与宏观发泡冷却固化过程相结合，提出研究发泡塑料成型过程的方法。     

聚丙烯/CO2微孔发泡气泡长大过程的数值模拟

假设聚丙烯/超临界CO2微孔发泡气泡长大为等温过程,结合动量方程、质量方程、扩散方程以及本构方程建立了气泡长大问题的数学模型。利用可视化间歇发泡实验结果对模型进行了验证,研究了初始气泡大小、形核密度、饱和压力、压强降速率和聚合物粘弹性对气泡长大的影响。结果表明,形核密度的增加、饱和压力和压强降的降低都会阻碍气泡的长大。当松弛时间足够短时,气泡长大速度回减慢,而且在后期气泡会发生收缩。气泡初始大小对气泡初始长大过程有影响,但和最终平衡值无关。     

塑料自由膨胀挤出发泡过程泡体密度研究

本文研究自由膨胀挤出发泡过程 ,建立起此过程泡体密度变化的理论模型 ,通过非等温模型的引入 ,把微观气泡膨胀过程与宏观发泡冷却固化过程相结合 ,提出研究发泡塑料成型过程的方法     

气泡在幂律流体中长大过程的有限元数值模拟EI北大核心

针对幂律型流体,建立了气泡在有限聚合物熔体内长大过程的有限元模型。气泡内气体遵守理想气体定律,且气泡边界处发泡剂浓度与气泡内气体压强符合亨利定律。采用Galerkin方法对有限元控制方程进行求解,并编写了计算程序。采用隐式差分法对扩散方程中的时间导数项进行离散,确保了数值计算的稳定性。采用幂律型流体本构关系描述聚合物流变性质,计算了不同材料的物性参数和工艺参数对气泡长大过程的影响。     

气泡在幂律流体中长大过程的有限元数值模拟

针对幂律型流体,建立了气泡在有限聚合物熔体内长大过程的有限元模型。气泡内气体遵守理想气体定律,且气泡边界处发泡剂浓度与气泡内气体压强符合亨利定律。采用Galerkin方法对有限元控制方程进行求解,并编写了计算程序。采用隐式差分法对扩散方程中的时间导数项进行离散,确保了数值计算的稳定性。采用幂律型流体本构关系描述聚合物流变性质,计算了不同材料的物性参数和工艺参数对气泡长大过程的影响。     

近场水下爆炸气泡与目标尺寸匹配关系研究

为了探究不同尺寸结构与气泡的相互作用机理，开展了2.5 g TNT在边长为20 cm、40 cm和70 cm固支方板底部15 cm处起爆的水下爆炸实验，通过观察实验高速录像以及传感器测得的压力数据结果得到：板的尺寸过小时，气泡在膨胀过程中会与空气接触，使得气泡脉动过程终止。为进一步探究爆炸气泡与目标尺寸的匹配关系，采用Abaqus软件中的CEL算法，固支方板以拉格朗日网格建立，其余部分以欧拉网格建立，对近场水下爆炸气泡的动力学行为以及压力数据进行数值模拟，通过将仿真结果与实验拍摄到的气泡现象与测得的压力时程曲线做对比验证了仿真方法的可行性。以爆炸深度除以最大气泡半径为比深度，以板的边长除以最大气泡半径为边长，接着开展了板边长为0.455到3.182倍最大理论气泡半径、爆距为0.455到1.136倍最大理论气泡半径的系列仿真。仿真结果表明：随着板尺寸的减小，气泡越容易提前溃散；以无量纲板尺寸和无量纲爆深为变量给出能否形成一个完成气泡脉动的分界函数；爆距与板尺寸距离分界线越近，气泡脉动结束时间越早。     

考虑热效应的液氢气泡生长特性研究北大核心CSCD

根据单个气泡的生长特点,考虑液氢的热效应和气泡内部温度分布,通过联立求解热平衡方程、热扩散方程、Rayleigh-Plesset方程和半无限大空间的导热方程构建了单个气泡生长的数理模型。通过液氮工质中气泡的生长实验结果验证了模型的正确性,进而对比了几种典型低温工质中气泡半径的热力学生长过程,分析了不同工质热效应参数对气泡半径和半径临界时间的影响。此外还研究了液氢中单个气泡的半径生长过程和半径临界时间随环境压力和过热度的变化规律。     

真空环境下过热水滴内气泡生长的实验与模型研究

针对真空环境下过热水滴内的气泡生长过程进行了实验和模型研究。实验方面,采用液滴悬挂的方法,将单个去离子水液滴悬挂在热电偶上,同时用高速摄像机记录了气泡生长过程,首次得到了过热液滴内气泡随时间生长的实验数据。对过热液滴内的气泡生长过程建立了数学模型,模型耦合了气泡生长的动量方程和能量守恒方程,考虑了气泡成核的非平衡热力学因素,模型计算的气泡生长速度明显大于实验测量值。继而引入摩擦系数CD考虑了热电偶存在减缓了气泡的生长,对模型进行了修正,结果显示,当CD取25时,模型计算结果和实验数据吻合较好。研究结果可以很好地预测真空环境下过热水滴内的气泡生长过程,有助于了解其热力学机理及传热传质过程。     

圆球倾斜入水冲击压力特征的实验研究

本文通过相关的理论和试验对比研究了圆球倾斜入水冲击压力的性质,解释了冲击压力的振荡现象。试验以一个直径15.24cm的圆球为对象,设计了控制球体倾斜入水的“单摆”装置,同步记录了圆球入水初期的流场状态和表面压力。采用Faltinsen的近似公式对比了入水初期压力载荷的变化,用理想不可压流体中气泡的非线性振动方程解释了冲击压力下降阶段出现的振荡性质。理论和试验对比表明：圆球的倾斜入水与垂直入水相比,迎撞面压力峰值大,下降迅速;背撞面压力峰值显著减小,压力下降平稳缓慢;所用的近似公式在量级上可以估算冲击的设计载荷,Rayleigh方程可用来有效解释含气泡冲击的压力振荡性质。     

伴随气泡和气穴的低压液压管路瞬态分析

利用流体动力学原理,基于低压液压管路瞬态脉动过程中气泡和气穴同时存在的假设,在连续方程和运动方程的基础上,建立了低压液压管路中伴随气泡和气穴的瞬态脉动数学模型,给出了摩擦阻力项数学模型以及气泡和气穴的体积计算数学模型。并采用有限差分法和Matlab/Simulink,对一段等径水平直管道中有气泡和气穴产生时的压力瞬态脉动特性进行了仿真分析和实验研究。瞬态压力脉动波的仿真结果与实验数据的比较表明:所提出的伴随气泡和气穴的低压液压管路瞬态数学模型是合理的,仿真方法是可行的。     

偏氯乙烯共聚物颗粒发泡能力的影响因素

以1-氟-1,1-二氯乙烷(HCFC-141b)作发泡剂,研究了偏氯乙烯(VDC)共聚物颗粒的发泡能力、中空颗粒的泡孔结构及发泡倍率。实验发现,VDC-甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物的发泡能力较强,而VDC-丙烯腈(AN)共聚物颗粒很难发泡,当引入第三单元苯乙烯(St)后可改善其发泡性能。VDC—AN—St共聚物颗粒的发泡倍率随着发泡剂浓度的增加或发泡温度的提高而先增加后减小,气泡将随着发泡温度的提高而最终全部破裂塌陷。由破泡和扩散造成的发泡剂损失对VDC共聚物颗粒发泡能力的影响已不能忽略。     

蛋白质气泡有限变形研究

根据粘弹性材料有限变形的应变能密度函数、Maxwell模型的松弛函数及气泡的变形梯度张量,推导出蛋白质气泡有限变形的应力方程。并结合气泡的平衡方程,得到气泡在动态压力作用下有限变形时内径相对变化率随时间变化的表达式。运用该表达式,通过数值模拟方法,对蛋白质气泡有限变形的非线性特性、径向变形随气泡内外压力差、膜的厚度以及膜的粘性的变化规律进行了计算分析。结果表明:在不同载荷作用下,蛋白质气泡径向变形不但具有明显的非线性特性,而且气泡变形达到平衡时的变形大小和时间也不相同。增加气泡膜的厚度和膜的粘性既可以延长气泡变形达到平衡的时间,又可以大大增强气泡承受载荷的能力。     

共振态气泡浓度和尺寸分布与声压谱的关系

文章给出声波在气－液混合物中的传播方程。根据声压的频谱导出相应的共振态气泡的份额。引入临界气泡份额和极大声压相应的气泡份额，推断出共振态气泡份额与相应声压之间存在线性关系。     

缓冲包装材料发泡机理及泡体破坏因素的研究

缓冲发泡材料是有许多相互作用的多面体气孔的聚合体.泡孔结构的形成分为成核、膨胀、稳定固化3个阶段,但同时也存在泡孔塌陷、并泡、气体逃逸等现象.为使泡孔均匀细密,须对发泡过程中影响泡孔稳定性的因素进行严格控制.而对发泡机理、成型机理及泡体破坏因素的深入研究,为发泡工艺参数的正确择定提供了理论基础.     

气泡在聚合物内长大过程的等温有限元模拟

针对气泡在聚合物熔体内的等温长大过程,建立了其几何模型和有限元模型;采用幂律型流体本构关系描述聚合物流变性质;对控制方程进行无量纲化处理,采用Galerkin方法对对流扩散有限元控制方程进行数值求解;采用隐式差分法对扩散方程中的时间导数项进行离散,并在每个时间步进行网格重划分,确保计算结果的可靠性。计算获得了聚合物内发泡剂浓度分布规律及不同的特征无量纲量对气泡长大过程的影响。