清华大学学报(自然科学版)

作者：许晓阳, 田凌云

单位：1. 西安科技大学 安全科学与工程学院, 西安 710054;<br>2. 西安科技大学 计算机科学与技术学院, 西安 710054

关键词：光滑粒子流体动力学(SPH),珠-簧链模型,注塑成型,黏弹性流体,多尺度建模

基金：国家自然科学基金面上项目(12071367);陕西省“特支计划”青年拔尖人才资助项目(289890259)

注塑成型是聚合物成型加工领域中的一类重要方法。传统的注塑成型数值模拟大多局限于宏观模型求解,然而塑料制品的性能与其微观分子结构密切相关,建立注塑成型模拟的微宏观耦合计算方法具有重要的学术和应用价值。该文基于珠-簧链模型,提出多尺度光滑粒子流体动力学(SPH)方法,对黏弹性注塑成型过程进行了数值模拟研究。该方法在宏观尺度上采用SPH方法求解质量和动量守恒方程,在微观尺度上采用Brown构型场方法求解弹性应力。通过将黏弹性Couette流的模拟结果与解析解对比,验证了该多尺度方法的有效性。模拟了C形腔和N形腔注塑成型问题,展示了成型过程中的微宏观物理信息变化情况,研究了不同流变参数对成型过程的影响。研究结果表明：提出的多尺度SPH方法可稳定、准确地模拟注塑成型过程,并能计算得到传统宏观方法无法获得的一些微观分子信息。

来源：2024年第8期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看清华大学学报(自然科学版)杂志2024年第8期