三维非等温聚合物熔体充填问题的相场方法

来源：计算物理杂志2023年第6期北京时间：

作者：高普阳

摘要：针对三维非等温聚合物充填问题, 基于相场方法进行数值模拟研究。依据相场模型参数可以将整个区域内的流场控制方程写为统一形式, 并采用Cahn-Hilliard方程追踪牛顿和非牛顿流体之间的运动界面。此外, Cross-WLF模型用来描述非等温条件下, 聚合物熔体粘度的变化规律。依据特征线分裂格式对于统一的Navier-Stokes方程进行解耦, 并采用FEM和SUPG方法分别求解椭圆型、对流-扩散型子方程。以长方体薄壁型腔及带有圆柱嵌件的长方体薄壁型腔为例, 实现三维非等温聚合物熔体的充填过程, 并分析注射速度及浇口尺寸对于充填过程的影响。数值结果与实验结果吻合较好, 并且能够保证非牛顿流体较好的质量守恒性。

关键词：非等温, 充填过程, Cross-WLF模型, 相场方法, 有限元