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复合纺丝挤出胀大过程的力学模型及机理研究.pdf
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文档介绍：东华大学硕士学位论文复合纺丝挤出胀大过程的力学模型及机理的研究姓名:刘娜娜申请学位级别:硕士专业:机械设计及理论指导教师:甘学辉东华大学硕士学位论文摘要复合纺丝挤出胀大过程的力学模型及机理的研究摘要我国是世界最大的纺织品生产和出口大国,纺织纤维加工量占世界总量的%以上。国家把“纺织业振兴规划提到了关乎国计民生的高度。然而,我国化纤行业在差别化纤维、复合纤维等方面的技术与欧美发达国家还有一定差距,导致产品的国际竞争力不强,根本原因还是在于相关基础研究薄弱的问题。聚合物熔体纺丝的挤出胀大机理对纤维成型及性能具有很大影响。由于多组分纺丝过程相界的边界条件、牵伸速率、冷却传热等因素的影响,使多组分熔体在挤出过程中更加复杂,成为多组分熔体共挤出的研究重点。在纺丝过程中,挤出胀大对纤维截面的形状和尺寸起着重要作用,而挤出胀大比的大小受喷丝微孔的几何尺寸如入口角、长径比、挤出速率等的影响。本课题以高聚物流变学为理论基础,对非牛顿流体的共挤出流动过程的有限元模拟技术进行了研究,主要研究了在不同的微孔入口角、不同的微孔长径比及不同的拉伸速率下,多组分熔体从圆形喷丝微孔中共挤出时的挤出胀大现象的规律。本课题基于流体动力学软件模拟了不同微孔结构及不同流量比下,多组分熔体共挤出时的界面的偏移情况。本文首先介绍了纺丝熔体在流动过程中出现的弹性行为以及产生这些行为的理论依据,并重点介绍了这些弹性行为中的挤出胀大现东华大学硕士学位论文摘要象,该现象对纤维性能具有很重要的影响,利用几何分析法推导了复合熔体共挤出时的速度分布,从而导出复合共挤出的挤出胀大比;然后根据共挤出成型的特点,基于聚合物流变学、流体动力学的理论基础,经过合理的假设,建立了描述粘弹性聚合物熔体传统共挤出成型的三维粘弹性理论模型,结合流体动力学的有限元算法,用软件模拟了在不同纺丝条件下熔体共挤出时的流动情况。模拟结果表您所在位置： &
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微小气泡及行波洛仑兹力作用下槽道湍流减阻数值研究.pdf91页
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槽遭湍流减阻的数值研究
陆夕云教授
刘难生副教授
二00八年六月
湍流减阻控制一直是人们研究的热点问题，相关研究在工程实际中具有广泛的应
用。本文采用直接模拟方法对微小气泡以及流向行波洛仑兹力作用下的湍流控制问题
进行了数值研究。研究表明，在这两种控制手段下，湍流的摩阻、统计平均量以及流
动结构都发生了明显变化，并给出了一些新的减阻机理和控制方法。本文主要工作和
研究成果如下：
在施加微小气泡作用的槽道湍流中，研究了在壁面附近加入微小气泡导致壁面摩
阻减小问题，发展了用有限差分方法消除计算高斯积分带来的积累误差的方法，分析
了施加微小气泡作用后湍流摩阻随时间的变化规律，给出了持续减阻所必须保证的条
件。基于计算结果，发现气泡放置的初始位置非常关键，选择合适的初始位置无论是
向壁面运动，还是向槽道中心运动均对摩阻的减小有所贡献。同时，进一步研究了施
加入微小气泡作用后对湍流拟序结构，尤其是对近壁处的湍流拟序的影响。发现加入
微小气泡作用之后，壁面处瞬时流向脉动速度的“高低速”条带结构变弱，流向涡被抑
制，整个壁面附近的湍流度降低。
在施加行波Lol’entz力作用的槽道湍流中，研究了在流向传播的行波Lorentz力
作用下的槽道湍流摩阻控制问题。研究表明，在流向传播的行波Lorentz力作用问题
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