有關polyflow計算粘彈性本構方程不收斂情況簡要分析

    粘彈性本構方程是研究聚合物的流動性質,polyflow提供了積分型和微分型本構方程,對于初學者在運用這兩種方程的時候經常會遇到一些收斂的問題(滿足網格質量要求情況下),下面我們簡單來分析一下這其中的原因,為了更好的說明這種現象,研究從KBKZ積分粘彈性方程來說明。

polyflow中KBKZ粘彈性方程

K-BKZ模型能夠很好地描述粘彈性流體剪切變稀,拉伸黏度,以及彈性方面的第一第二法向應力差,其方程中附加應力張量可分為兩個部分:T1黏彈部分,T2純黏部分


   

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     其中m(t-s)是記憶函數,反映材料的時間依賴性;i指的是第i個松弛模量,H是阻尼函數,θ是控制法向應力差比值的一個標量

     在polyflow中需要定義時間松弛譜,我們定義6個松弛時間對分別如下

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物理模型(全長尺寸大概200mm左右)

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邊界條件


入口速度100mm/s(紅色)

計算結果

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    是不是很蛋疼…………………………?是的。

    簡要分析:t流動≈200/100=2s,也就是說聚合物在該區域中的流動時間最多為2s(按照壁面無滑移來說的話壁面上的聚合物速度為0),那么對于松弛時間譜上1.999和2.999這兩個時間的話,polyflow到底有沒有參與計算呢?有點懷疑。因此把松弛時間譜的個數降為4個的情況繼續算.

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    驚奇的發現,在去掉了2個貌似不合理的時間松弛譜之后,計算收斂了。有點讓人費解,為了研究的方便,我們取兩端的壓力降來研究。當然了這過程中涉及到時間松弛譜個數的選擇。

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    那么我們的懷疑的對象該不該指向這個polyflow處理時間松弛譜上呢?為了研究這個現象我們利用moldex軟件來分析(具體過程我就不說明了),我們把松弛時間譜(6對)導入到moldex材料庫中,同樣選取兩端的壓力降,不過這次我們的模型為3維的,其結果如下。

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    事實證明確實存在和polyflow手動調整松弛時間譜一樣的分段現象,由此可說polyflow中粘彈性計算的出現不收斂的一種情 況:邊界條件、模型和松弛時間存在一定的匹配性問題。

   以上是個人的一些看法,歡迎大家討論。

當然啦!其實這是polyflow中evolution收斂的初值問題,如果對這個感興趣或者有疑惑的話可以收看視頻教學:http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11289

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