三维非等温非牛顿流体充模过程的建模与模拟

摘要

为了避免使用速度延拓法处理自由表面边界条件,更真实地反映非牛顿熔体的充模过程,耦合Navier-Stokes方程组,建立了三维实体气液两相流模型.采用基于SIMPLE算法的同位网格有限体积法求解流场物理量,并结合Level Set界面追踪技术实现了非等温熔体允模阶段的动态模拟.为防止出现三维情形下棋盘型压力场,利用同位网格动量插值技术,解决压力与速度失耦的问题.分析了充模过程中,流场物理量的变化情况,研究了注射速率,入口温度等对充模过程及熔体凝固层厚度的影响,得出了与实验相吻合的模拟结果.数值结果表明,三维实体气液两相流模型能更准确地描述聚合物熔体的充模过程;当注射速率较大、入口温度较高时,充模时间较短,熔体凝固层的厚度较小.