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04 研究結(jié)論 本文利用CFD通用仿真方法對(duì)空氣噴泉實(shí)驗(yàn)中的氣體分層破壞現(xiàn)象進(jìn)行了數(shù)值研究。數(shù)值研究包括初始條件的驗(yàn)證（自由擴(kuò)散狀態(tài)）、時(shí)間步長(zhǎng)的靈敏度試驗(yàn)、網(wǎng)格尺寸的靈敏度試驗(yàn)和空氣噴泉試驗(yàn)的最終數(shù)值計(jì)算。對(duì)初始條件的數(shù)值模擬表明了氣體分層現(xiàn)象的結(jié)果。這個(gè)結(jié)果驗(yàn)證了CFD通用仿真軟件中的浮力驅(qū)動(dòng)流模型和混合氣體模型，為后續(xù)計(jì)算奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 問(wèn)題描述 在本算例中，將模擬開(kāi)放環(huán)境中簡(jiǎn)單噴泉的流動(dòng)。以下屏幕截圖顯示了模擬中顯示的幾何形狀和不同的流態(tài)： 自由表面水射流以 5 m/s 的速度離開(kāi)圓柱形噴泉幾何體進(jìn)入空氣域中，從而在水和空氣之間形成大尺度的界面。射流的初級(jí)破裂產(chǎn)生大的連續(xù)水滴和水帶。這兩種流態(tài)都使用VOF 模型進(jìn)行建模。 大水滴和液帶分解成較小的水滴。

圖四 五種冷卻設(shè)計(jì)的冷卻結(jié)果表一 模擬與實(shí)驗(yàn)誤差比結(jié)果本研究分析三種不同的冷卻設(shè)計(jì)，進(jìn)行模擬與實(shí)驗(yàn)比對(duì)；最后以噴泉式水路冷卻設(shè)計(jì)為最有效設(shè)計(jì)，并可透過(guò)軟件分析精準(zhǔn)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試，將最佳的噴泉流設(shè)計(jì)概念復(fù)制到真實(shí)世界使用。

圖2： 噴泉流效應(yīng)與纖維配向射出成品表面絕大部份是由于表面固化層與噴泉流場(chǎng)效應(yīng)相互作用所形成，在噴泉流場(chǎng)的流動(dòng)波前，纖維由內(nèi)部核心層沿噴泉流場(chǎng)向表面層流動(dòng)，在一般模溫條件下模具表面溫度較低，熔膠在此表面層將會(huì)瞬間固化凍住，使得纖維會(huì)以某一個(gè)角度斜插在表面層，如果后續(xù)的充填階段或是飽壓階段熱融膠無(wú)法將表面曾斜插纖維推倒，便會(huì)在產(chǎn)品表面形成明顯的表面浮纖現(xiàn)象 浮纖改善方案

可以認(rèn)為散度是流場(chǎng)中的一個(gè)噴泉，當(dāng)散度為正時(shí)，噴泉向外噴水，當(dāng)散度為負(fù)時(shí)，噴泉向里吸水，散度為0，表示噴泉不噴不吸。而等式左端積分就表示在整個(gè)流場(chǎng)中單位時(shí)間內(nèi)噴泉噴出或吸收了多少水量。所以說(shuō)，散度的意義是場(chǎng)的有源性。

加上熔膠在模穴內(nèi)存在不同的散熱效果，分為了表皮層、剪切層和流動(dòng)中心層，因此會(huì)存在熔膠中間速度快，兩側(cè)速度慢的「噴泉流動(dòng)」(Fountain Flow)現(xiàn)象。圖5：剪切力的傳遞&噴泉流動(dòng)圖了解這些原理后，我們就能知道：基于熔膠的「噴泉流動(dòng)」行為，當(dāng)剪切越劇烈時(shí)，熔膠的速度差異越大。而不同層流的速度、溫度存在的差異就會(huì)被放大，最終變成外觀上的缺陷。

圖2.流動(dòng)噴泉流場(chǎng)假設(shè)螺桿以固定的線速度往前推進(jìn)，那么熔膠在尺寸小的澆口里的流率就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在模穴內(nèi)的流率。這個(gè)時(shí)候，料頭前端的冷料就會(huì)迅速在模穴表面固化，后面進(jìn)來(lái)的熱熔膠無(wú)法把冷料帶走，從而出現(xiàn)（圖3）C的情況，假如澆口射速更快甚至有可能出現(xiàn)噴流、燒焦等情況。

流動(dòng)分析 FlowMoldex3D Flow(流動(dòng)分析)可仿真實(shí)體熔膠在流動(dòng)過(guò)程中巨觀及微觀的特性，如噴泉流、慣性效應(yīng)、重力效應(yīng)等。Moldex3D Flow的強(qiáng)大性能可幫助用戶了解并可視化熔膠流動(dòng)過(guò)程，精確定位縫合線位置，并檢測(cè)短射、包封等潛在缺陷，進(jìn)而評(píng)估優(yōu)化產(chǎn)品、模具設(shè)計(jì)與制程條件。

表層材料的噴泉流行為將在模壁上產(chǎn)生固化層；同時(shí)，第二射藉由阻力較低的路徑注入熔融區(qū)域，以取代第一射的材料。由于噴泉流行為，第一射材料的流動(dòng)波前將一路向前形成額外的固化層。因此，理想的三明治射出成型件的核芯層材料會(huì)被皮層材料完全包覆。 Moldex3D共射成型模塊功能導(dǎo)覽Moldex3D共射成型模塊提供強(qiáng)力的建模解決方案，以預(yù)估模穴中材料的空間分布。

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這是因?yàn)椴＠w相對(duì)于塑料的流動(dòng)要差很多，而塑料在模具中的流動(dòng)是噴泉式流動(dòng)(噴泉效應(yīng))，從中間往兩邊翻動(dòng)的方式流動(dòng)，所以流動(dòng)性最好的肯定是跑到最前面，流動(dòng)性不好的就會(huì)停留在模具表面(做PP等原料時(shí)結(jié)合線和最后部位顏色不同也同此理，只是在最前端一般是蠟質(zhì)，和色粉分離了特別是加色母最明顯，因?yàn)?色母一般是用PE做載體)，還有做防火料模具表面吸附防火劑也是這個(gè)原因。

因?yàn)樗怏w揮發(fā)物流動(dòng)性較好，將被熔膠裹挾并隨著噴泉流動(dòng)行為甩至產(chǎn)品的表面并且受流動(dòng)剪切拉伸形成筋條狀的流動(dòng)痕，凍結(jié)后最終在產(chǎn)品上形成許多的條紋，這是所謂的料花。了解到料花形成的原因，我們就能通過(guò)檢查，快速確認(rèn)異常的工藝。

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也可以理解為噴泉，給噴泉上色，它就變成了 “煙花”。前處理軟件中的設(shè)置FPMIN創(chuàng)建面板與前文一樣，F(xiàn)PMIN關(guān)鍵字可以在VCP前處理軟件中創(chuàng)建，F(xiàn)PMIN創(chuàng)建面板將與FPM相關(guān)的卡片全部集成在該面板下。本文的模型，除了需要?jiǎng)?chuàng)建壁面，還需創(chuàng)建入口，以及流體的速度邊界條件。