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第1章 POLYFLOW理论基础1

1.1计算流体动力学分析理论基础1

1.1.1概述1

1.1.2计算流体动力学的工作步骤2

1.1.3计算流体动力学的特点2

1.1.4计算流体动力学的应用领域2

1.1.5计算流体动力学的数值解法3

1.2流体力学中流体与流动的基本特性4

1.2.1理想流体与黏性流体4

1.2.2牛顿流体与非牛顿流体4

1.2.3流体热传导及扩散5

1.2.4可压缩流体与不可压缩流体5

1.2.5稳定流动与非稳定流动5

1.2.6层流与湍流6

1.2.7聚合物流变行为6

1.3流体动力学控制方程7

1.3.1质量守恒方程8

1.3.2动量守恒方程8

1.3.3能量守恒方程10

1.3.4组分质量守恒方程11

1.3.5控制方程的通用形式11

1.3.6对控制方程的进一步讨论12

1.4 CFD的求解过程13

1.4.1总体计算流程13

1.4.2建立控制方程13

1.4.3确定边界条件与初始条件14

1.4.4划分计算网格14

1.4.5建立离散方程14

1.4.6离散初始条件和边界条件15

1.4.7给定求解控制参数15

1.4.8求解离散方程15

1.4.9判断解的收敛性15

1.4.10显示和输出计算结果15

1.5 CFD软件结构以及常用的CFD商业软件16

1.5.1软件结构16

1.5.2常用的CFD商用软件17

第2章 POLYFLOW软件及分析流程20

2.1软件介绍20

2.1.1 POLYFLOW简介20

2.1.2 POLYFLOW软件结构20

2.1.3 POLYFLOW的一些基本概念21

2.1.4 POLYFLOW分析概要25

2.2 POLYFLOW分析流程27

2.2.1问题描述27

2.2.2 POLYMAN中新建项目、启动POLYDATA和输入网格文件28

2.2.3 POLYDATA参数设置31

2.2.4 POLYFLOW计算求解40

2.2.5结果文件的后处理42

第3章 主控程序POLYMAN53

3.1 POLYMAN用户界面53

3.1.1菜单栏54

3.1.2工具栏54

3.1.3树状区55

3.1.4信息区55

3.1.5注释区55

3.1.6 Tab（标签）栏56

3.2创建新的工程项目、新的模拟和几何56

3.2.1创建新的项目56

3.2.2创建新的GAMBIT文件56

3.2.3创建新的模拟57

3.3打开已有项目57

3.4导入文件57

3.4.1导入GAMBIT文件57

3.4.2导入模拟文件58

3.4.3导入网格文件58

3.4.4导入材料参数文件58

3.4.5导入数据文件58

3.4.6导入结果文件58

3.4.7导入UDF文件58

3.4.8导入CSV文件58

3.4.9导入Ideas文件58

3.4.10导入Patran文件59

3.5导出文件59

3.6复制和删除文件59

3.7启动POLYFLOW软件的各模块59

3.7.1启动GAMBIT60

3.7.2启动POLYDATA60

3.7.3启动POLYFLOW60

3.7.4启动FLUENT／Post60

3.7.5启动FIELDVIEW60

3.7.6启动POLYFUSE61

3.7.7启动POLYSTAT61

3.7.8启动POLYMAT61

3.7.9启动POLYDIAG61

3.8设置模块选项61

3.8.1 POLYDATA选项61

3.8.2 POLYFLOW选项62

3.8.3 FIELDVIEW选项63

3.9转换GAMBIT中性文件63

3.10查看列表文件64

3.11获得项目信息和模拟信息64

3.11.1获得项目信息64

3.11.2获得模拟信息64

3.12安排模拟项目64

3.13帮助67

3.14退出POLYMAN67

第4章 前处理模块GAMBIT68

4.1 GAMBIT的图形用户界面69

4.1.1绘图窗口69

4.1.2主菜单条69

4.1.3 Operation工具栏70

4.1.4窗口区域72

4.1.5 Global Control工具条72

4.1.6 Description窗口72

4.1.7 Transcript窗口和Command文本框73

4.2生成几何结构73

4.2.1一般操作74

4.2.2创建顶点79

4.2.3创建边82

4.2.4创建面88

4.2.5创建体积92

4.2.6布尔操作94

4.2.7分割／融合操作96

4.3模型的网格划分99

4.3.1生成边界层99

4.3.2边网格划分100

4.3.3面网格划分101

4.3.4体网格划分101

4.3.5组网格划分102

4.4设定区域类型103

4.4.1设定边界类型103

4.4.2指定连续介质类型104

4.5实例一：基本几何结构的创建和网格化104

4.5.1问题描述105

4.5.2操作步骤105

4.6实例二：三管相贯模型的建立110

4.6.1问题描述110

4.6.2操作步骤111

第5章 主程序模块POLYDATA126

5.1 POLYDATA图形用户界面126

5.1.1主菜单栏127

5.1.2关键字栏128

5.1.3文本窗口128

5.1.4图形显示窗口128

5.1.5文本输出窗口128

5.1.6 POLYDATA主菜单窗口129

5.2 POLYDATA中的渐近问题143

5.2.1非线性和渐近143

5.2.2渐近法简介144

5.2.3 POLYDATA中的渐近函数145

5.2.4使用渐近法146

5.3 POLYDATA中的瞬态问题150

5.3.1瞬态理论150

5.3.2瞬态流动分析流程152

第6章 图形后处理模块FLUENT／Post156

6.1 FLUENT／Post用户界面156

6.2文件操作157

6.2.1读取文件157

6.2.2导入文件158

6.2.3保存文件158

6.2.4图像文件硬复制158

6.3系统定义159

6.3.1定义活动域159

6.3.2定义场函数160

6.3.3定义单位161

6.4创建表面162

6.4.1创建区域表面162

6.4.2创建点表面163

6.4.3创建线表面和靶表面164

6.4.4创建平面表面165

6.4.5创建二次表面166

6.4.6创建等值面167

6.4.7创建等值剪切表面168

6.4.8转换表面168

6.4.9 管理表面169

6.5图形可视化170

6.5.1基本图形生成170

6.5.2自定义图形显示方式178

6.5.3 XY曲线图和柱状图184

6.6数字计算报告187

6.6.1表面积分187

6.6.2柱状图报告189

第7章 统计后处理模块POLYSTAT191

7.1聚合物加工过程中的混合原理191

7.1.1混合机理191

7.1.2混合的分类191

7.2 POLYDATA中的混合任务192

7.2.1输入网格文件创建混合任务192

7.2.2定义流体区域193

7.2.3定义边界条件194

7.2.4定义速度场195

7.2.5定义材料点生成197

7.2.6设置轨迹参数198

7.2.7设置运动学参数199

7.2.8选择生成结果200

7.2.9设置文件储存201

7.2.10定义运动部件201

7.2.11保存混合结果文件，退出POLYDATA202

7.3 POLYSTAT中的混合任务202

7.3.1 FILE菜单202

7.3.2 PROPERTIES菜单208

7.3.3 TRAJECTORIES菜单211

7.3.4 SLICES菜单214

7.3.5 STATISTICS菜单216

第8章 POLYFLOW在塑料挤出成型中的应用219

8.1 2.5D轴对称挤出219

8.1.1模型描述219

8.1.2主要操作步骤220

8.2 3D挤出成型235

8.2.1模型描述236

8.2.2操作步骤237

8.3 3D逆向挤出247

8.3.1模型描述247

8.3.2操作步骤247

8.4黏弹流体的挤出胀大流动252

8.4.1模型描述252

8.4.2操作步骤252

8.5黏弹性流体的流动分析257

8.5.1模型描述257

8.5.2操作步骤257

8.6共挤262

8.6.1模型描述262

8.6.2操作步骤262

第9章 POLYFLOW在吹塑成型中的应用269

9.1 2D等温吹塑成型的厚度分布分析269

9.1.1模型描述269

9.1.2操作步骤270

9.2 3D吹塑成型279

9.2.1模型描述279

9.2.2操作步骤280

第10章 POLYFLOW在聚合物共混过程中的应用286

10.1 2D混合任务描述286

10.1.1模型描述286

10.1.2有限元任务模拟计算286

10.1.3混合任务模拟计算295

10.2聚合物熔体在双螺杆挤出机的三维数值模拟分析305

10.2.1模型描述305

10.2.2计算步骤305

10.3 HAAKE混合器中聚合物共混物的分布混合和分散混合分析310

10.3.1模型描述310

10.3.2材料物性参数与边界条件312

10.3.3混合1s的模型计算312

10.3.4混合30s的模型计算318

10.3.5混合600s的模型计算319

10.3.6整合10.3.3～10.3.5的浓度场计算结果319

参考文献321