comsol®产品套件

使用聚合物流量模块模拟非牛顿流体的流动

非牛顿流体中的单一和多相流的建模软件

聚合物流量模块是comsol多物理学的附加组件,用于定义和解决涉及具有粘弹性,触变,触发性,剪切增厚或剪切稀释特性的非牛顿流体的问题。您可以说明流体的特性是温度和组成的函数,以建模固化和聚合。与Comsol多物理学中的其他模块结合使用,您还可以建模完全耦合和时间依赖的流体结构相互作用。

您可以使用聚合物流块模块建模

在聚合物,食品,药品,化妆品,家庭和精细化学工业的各种过程中发现了非牛顿液。这些液体的例子包括涂料,油漆,酸奶,番茄酱,胶体悬浮液,药物,乳液,乳霜,洗发水,肽和蛋白质悬浮液的水性悬浮液,以提及一些。建模和仿真可用于设计和优化涉及这些流体的过程,从而确保最终用户的高质量产品。乐动体育app无法登录

聚合物融化,油漆和蛋白质悬浮液

粘弹性流体模型解释了这些类型的流体中的弹性。随着流体变形,有一定数量的力可用于将流体返回其未变形状态。建模的重要方面是估计流体随时间的变形,即空气 - 液态界面的形状,可能与这些流体相互作用的表面上的局部力以及系统流体流动中的压力损失发生。这些流体的典型例子是聚合物熔体,油漆和蛋白质的悬浮液。

在表面张力下的粘弹性细丝的变薄的可视化,其中滴几乎是球形的,并通过稀疏线连接。 在表面张力的作用下将粘弹性细丝变薄的基准模型。灯丝形成一个链条结构的珠子,几乎通过指数稀疏的线连接了球形滴。该图显示了流动珠的形成流速。

胶体悬浮液,番茄酱和乳液

胶体悬浮液可能表现出剪切增厚的行为,其中粘度随着剪切速率大大增加。其他悬浮液可能是剪切变薄的,例如糖浆和番茄酱,粘度随着剪切速率降低。触变流体也具有时间依赖性,其中粘度随剪切速率的持续时间降低。描述这些流体的模型都是无弹性的,但它们描述了高度非牛顿的行为。建模和仿真的目的与上述粘弹性流体相似:估计空气 - 液态界面的形状,可能与这些流体相互作用的表面上的局部力以及在系统中发生压力损失的形状。此外,对温度和成分的依赖对于制造工艺的设计可能很重要,例如,橡胶熔体的固化。

灰色模具的模型在三个不同的时间填充了浅蓝色的橡胶溶液,其中最右的模型最多。 熔融橡胶溶液的模具填充。该模型使用电源定律来描述从模具中流出的气流的橡胶熔体和牛顿流的行为。相位场方法用于跟踪相之间的接口。

聚合物流模块中的功能和功能

粘弹性流体模型

聚合物流量模块具有多种粘弹性流体模型。这些模型在描述流体变形引起的变形和力的组成关系上有所不同。这Oldroyd-B模型使用线性关系,可以将其描述为牛顿溶剂中胡克斯弹簧的悬浮液,而其他关系则描述了非线性弹性效应和剪切变薄。

  • Oldroyd-B
  • Gisekus
  • Fene-P
  • lptt
动脉的黑色和红色模型,显示了使用白色流线的血流 使用Oldroyd-B粘弹性流体模型建模的动脉瘤中的血流。

非弹性非牛顿模型

除粘弹性模型外,聚合物流模块还具有广泛的非弹性非牛顿模型。许多模型都是通用的,用于描述剪切变薄和剪切增厚。对于更具体的应用,有一些用于粘塑料和触变流体的模型。

  • 权力法
  • 卡罗
  • Carreau – Yasuda
  • 十字架 - 威廉姆森
  • 埃利斯
  • Bingham -Papanastasiou(Viscoplastic)
  • Casson -Papanastasiou(粘塑料)
  • Herschel – Bulkley -Papanastasiou
  • 罗伯特森 - 斯蒂夫 - 帕帕塔斯塔萨斯岛
  • dekee – turcotte – papanastasiou
  • Houska触变(触变)
一个平底罐模型,显示了四叶螺纹叶轮周围的流动。 胶体悬架以功率法模型建模。粘度大大增加了叶轮,在混合器中混合更高的混合。该模型表明,可能需要第二个叶轮靠近液体表面。
插槽模具涂层过程的3D模型,带有相边界,空气,插槽头和非牛顿流体涂层的注释。 为了理解和优化凝块模具涂层过程,计算相边界,非牛顿流体涂层中的速度场以及系统周围空气中的速度场。

多相流模型

为了在模拟涂料,游离表面和模具填充时建模液体 - 空气界面,聚合物流量模块包括基于表面跟踪方法的三种不同的分离的多相流模型。这级别设置方法通过求解级别集函数的传输方程来跟踪接口位置。这相位场方法通过解决相位场变量和混合能密度的两个传输方程来跟踪界面位置。这移动网格方法用改变形状的网格跟踪接口位置。

一种霉菌模型,中央有蓝色熔融橡胶和外圈固化橡胶,温度在热摄像头颜色桌上显示,并且有用于熔融橡胶,霉菌入口,模具出口和固化橡胶的注释。 在模具中固化橡胶熔体。使用热函数描述固化特性和固化过程。

温度依赖性的热功能

聚合物挤出和霉菌填充的一种常见方法是融化橡胶或聚合物混合物。然后使混合物在模具内固化。聚合物流量模块包括建模这些过程所需的热模型:Arrhenius,Williams -Landel -Ferry, 和指数所有模型都可用。

每个业务和每个模拟都需要不同。

为了充分评估comsol多物理学是否®软件将满足您的要求,您需要与我们联系。通过与我们的一位销售代表交谈,您将获得个性化的建议和充分记录的示例,以帮助您充分利用评估,并指导您选择适合您需求的最佳许可选项。

只需单击“联系comsol”按钮,填写您的联系方式以及任何特定的评论或问题,然后提交即可。您将在一个工作日内收到销售代表的回应。

下一步:

请求软件演示