申请/专利权人：昆明理工大学

申请日：2023-12-16

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN117709102A

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/28;G06T17/20;G06F119/14;G06F119/02;G06F113/26;G06F111/10

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.02#实质审查的生效;2024.03.15#公开

摘要：本发明涉及木质托盘加工技术领域，公开了一种粉末填料与高粘度聚合物熔体混合过程的FEM‑DEM仿真模拟方法，包括：利用三维建模软件构建双转子连续混炼机的几何模型，包括左转子、右转子、流道三个部分，左右两转子为动域，流道定域，划分网格，设定基本求解参数。本发明中，可对混合过程中粉末填料在任意时刻的分散和分布过程进行观测，综合考虑颗粒间的粘结力和混炼流场对颗粒的拉伸和剪切作用，使仿真模拟更加贴近实际混合工况，计算结果更为精确，可以为双转子连续混炼机的混合过程强化研究提供理论依据和技术支持。

主权项：1.一种粉末填料与高粘度聚合物熔体混合过程的FEM-DEM仿真模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：根据双转子连续混炼机建立几何物理模型；步骤S2：根据混炼机的几何物理模型划分网格，划分定域和动域，定域与动域之间采用滑移界面，通过滑移面交换两个区域的数据。所述基本求解参数至少包括：转子转速、流体粘度、流体密度、颗粒-颗粒粘结力、单个颗粒直径、团聚体初始尺寸、团聚体总质量以及时间步长；步骤S3：根据FEM-DEM耦合方法，建立混炼过程中的流体相控制方程，其流体相控制方程包括连续性方程和动量方程并计算流体相的应用张量和颗粒对流体的作用力；平均质量守恒方程表示为： 平均动量守恒方程： 其中αf为流体体积分数，p为气体压力，ρf为流体密度，u为流体相速度矢量。步骤S4：根据FEM-DEM耦合方法建立混炼过程中的固体的颗粒运动控制方程；通过显式求解分别控制平动和转动粒子运动的欧拉第一定律和第二定律，以拉格朗日的方式追踪计算域内的所有粒子： 其中mp为颗粒质量，g为重力加速度矢量，Fc为颗粒-颗粒和颗粒-壁面相互作用的接触力，ωp为角速度矢量，JP为其转动惯量张量，Mc为引起颗粒旋转的切向力产生的净扭矩；由于流体和固体颗粒的相互作用，增加了两个附加项：Ff→p是与流体相相互作用的附加力，Mf→p是由于流体相速度梯度引起的附加力矩；步骤S5：颗粒与颗粒之间的粘结力使用Bond模型，它是附着在一对相邻粒子上的无质量的圆柱形实体，它对键合粒子施加弹性和粘性力和力矩，作为它们相对运动引起的变形的反应。如果作用在Bond上的外载荷超过其规定的强度，它就会断裂，其对颗粒的粘结作用就会停止。键合强度可以通过调节其单位面积法向刚度、单位面积切向刚度、法向应力极限、切向应力极限和阻尼比来实现。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 昆明理工大学 一种粉末填料与高粘度聚合物熔体混合过程的FEM-DEM仿真模拟方法

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