Three-dimensional study of extrusion processes by Boundary Element Method.

In this paper we report an implementation of a Boundary Element Method (BEM) dealing with three-dimensional extrusion problems of viscous fluid. Die shapes with and without sharp corners and their influence on the final shape of extrudate have been studied: both shrinkage and swelling of the extrudates relative to the original die shapes have been discovered. The first half of this paper deals with the problem of implementing isoparametric boundary elements. It is followed by results of test problems, and finally the results of extrusion study are presented.     

Transient spherical flow of non-newtonian power-law fluids in porous media

The transient spherical flow behavior of a slightly compressible non-Newtonian, power-law fluids in porous media is studied. A nonlinear partial differential equation of parabolic type is derived. The diffusivity equation for spherical flow is a special case of the new equation. We obtain analytical, asymptotic and approximate solutions by using the methods of Laplace transform and weighted mass conservation. The structures of asymptotic and approximate solutions are similar, which enriches the theory of one-dimensional flow of non-Newtonian fluids through porous media.     

Zum Einfluß von Füllstoffen auf das rheologische Verhalten von hochmolekularen Polyethylenschmelzen

Zusammenfassung Zur Sichtbarmachung der Strömungsvorgänge im Bereich der konvergenten Strömung vor einer Kapillaren wurde ein Verfahren entwickelt, das die Eigenschaften bestimmter teilkristalliner Polymere bei der Kristallisation unter Scherung bzw. aus einer vorgescherten Schmelze nutzt. Diese zeigen im erstarrten Zustand sogenannte Fließlinien, die aus in bestimmter Weise auf reihenförmig angeordnete Keime aufgewachsenen Kristallitstrukturen bestehen. Solche linienförmigen Aggregate sind in der Lage, ein Stromlinienbild der Strömung in der Schmelze im erstarrten Polymer wiederzugeben. Für ein LDPE vom Spritzgußtyp konnte die Entwicklung der Einlaufwirbel mit wachsender Schergeschwindigkeit dargestellt werden. Die hochmolekularen Polymertypen erwiesen sich schon bei geringsten Durchsätzen als instabil, die Einlaufwirbel verschwanden dabei vollständig, und die Bilder des erstarrten Polymers legen einen Mechanismus der Instabilitäten nahe, bei dem jeweils unterschiedliche Teilvolumina zeitweise in die Kapillare einströmen, bei Überschreiten einer kritischen Deformation jedoch abreißen und zurückschnellen, während andere Volumenelemente ihren Platz einnehmen. Das Verhalten der Suspensionen unterscheidet sich diesbezüglich nicht von dem der ungefüllten Schmelzen.Ein signifikanter Einfluß der Füllstoffe zeigt sich jedoch beim Einströmen in Kapillaren. Während die ungefüllten Schmelzen nach sehr kurzer Zeit ein laminares Strömungsprofil ausbilden, findet man mit zunehmender Füllung im Bereich stabiler Einströmbedingungen einen sehr hohen Einlaufdruckverlust bei kurzen Kapillaren, nicht jedoch bei Lochdüsen. Dies deutet auf einen Verfestigungsmechanismus bei der Ausbildung des laminaren Strömungsprofils hin, der durch Aggregierungsvorgänge im Bereich der hohen Dehnbeanspruchung in der konvergenten Einlaufströmung bewirkt wird.

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For the visualization of polymer flow in the entry region of a capillary, a method has been developed that uses distinct crystallization phenomena of the partially crystalline polymer itself solidifying from a presheared melt. The solid polymer shows so-called flow lines made up of transcrystalline overgrowth on rows of nuclei capable of showing a picture of the past melt-flow streamlines. The development of circulating flow in the entry region of capillaries could be shown with an injection-molding type LDPE. The higher molecular-weight types appeared to show unstable flow with disappearing circulating flow in the corners even at very low flow rates. The bulk polymer seems to flow into the capillary from certain parts of the reservoir until a critical strain is reached, then snaps back, giving way for the same flow type from another part of the reservoir. The behaviour of the suspensions does not differ in this respect from that of the pure melts.A significant filler influence is, however, shown within the capillary. While unfilled polymer melts reach steady flow conditions only one or two diameters downstream of the capillary entrance, an entry pressure loss increasing with increasing filler content is found in short capillaries (l/d = 5 – 15), but not in no-land dies (l/d 1). This seems to indicate a flow hardening mechanism in the region where the steady laminar flow profile develops and which might result from the very high extensional strain (next to instability) in the converging flow of the capillary entrance.

Zweiter Teil einer vom Fachbereich Chemietechnik der Universität Dortmund genehmigten Dissertation.     

心瓣流体动力学研究进展

心瓣流体动力学是近年来才形成的一门新兴边缘学科分支。本文比较全面地介绍了该学科的主要研究内容、研究特点、发生发展的历史和现状,以及笔者及其同事在这方面的工作,提出并论述了对学科发展有重大影响的几个富有挑战性的问题,从而预示了学科的发展方向      

多化学组份反应气体流动的Godunov格式

本文将单介质气体流动的Goduoov方法推广到多化学组份气体流动的计算中,建立了多化学组份气体的间断分解公式以及任意四边形网格下的Godunov方法的差分格式,提出了处理自由边界的虚相法,应用第二类网格,计算了超音速射流及其冲击问题的几个算例,并且同实验结果进行了比较。     

Weighted mean velocity feedback strategy in intelligent two-route traffic systems

Information feedback strategies can influence the traffic efficiency of intelligent traffic systems greatly. Based on the more practical symmetrical two-route scenario with one entrance and one exit, an improved Weighted Mean Velocity Feedback Strategy (WMVFS) is proposed, which is not sensitive to the precision of Global Position System (GPS) devices. The applicability of WMVFS to different weight factors, aggressive probabilities, densities of dynamic vehicles, and different two-route scenarios (symmetrical scenario and asymmetrical scenario with a speed limit bottleneck) is analyzed. Results show that WMVFS achieves the best performance compared with three other information feedback strategies when considering the traffic flux and stability.     

微重力环境下无限长柱体内角毛细流动解析近似解研究

应用同伦分析法研究无限长柱体内角毛细流动解析近似解问题,给出了级数解的递推公式.不同于其他解析近似方法,该方法从根本上克服了摄动理论对小参数的过分依赖,其有效性与所研究的非线性问题是否含有小参数无关,适用范围广.同伦分析法提供了选取基函数的自由,可以选取较好的基函数,更有效地逼近问题的解,通过引入辅助参数和辅助函数来调节和控制级数解的收敛区域和收敛速度,同伦分析法为内角毛细流动问题的解析近似求解开辟了一个全新的途径.通过具体算例,将同伦分析法与四阶龙格库塔方法数值解做了比较,结果表明,该方法具有很高的计算精度.     

切变模量和转动惯量实验的改进

设计了一种基于垂直轴定理的新型吊钩,对切变模量和转动惯量实验进行了改进,使之成为既可测定金属丝切变模量和环、柱等刚体的转动惯量,又可验证反映转动惯量重要性质的平行轴定理及垂直轴定理的多功能实验仪.     

考虑材料熔化潜热的高温高压本构

本文在修正的SCG模型基础上，提出了一种考虑了熔化潜热的高温高压本构.该本构所给出的铝的剪切模量的变化分为三个阶段：加工硬化，温度软化和熔化，并在完全熔化点处变为零.并且在前两个阶段，计算的结果与修正的SCG模型所给出的剪切模量的差别不超过4%，这一差别是在动高压实验误差范围之内的，在熔化区所给出的剪切模量与现有的实验数据相符合. 关键词： 剪切模量 熔化潜热 修正的SCG模型 动高压实验     

Development of a Simulation Model for Solid Objects Suspended in a Fluctuating Fluid

We introduce a new scheme for the future application of Real-coded Lattice Gas (RLG) to the numerical simulation of suspended solid objects in a fluctuating fluid environment. The reproduction of Brownian motion for a single solid object is verified through the Gaussian distribution of its displacements. The effectiveness of the solid–solid interaction model is also confirmed in an N-body simulation.