耦合流动传热的聚合物结晶过程的多尺度模型与算法研究

项目名称： 耦合流动传热的聚合物结晶过程的多尺度模型与算法研究

项目编号： No.11402078

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 阮春蕾

作者单位： 河南科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 聚合物的结晶过程是影响其微观结构并决定制品性能的关键因素。成型过程中，聚合物受到复杂温度及流场作用，其结晶行为表现出静态结晶与流动诱导结晶共存、微观结构演化与宏观流动传热相耦合的特点。由于目前的工作大多仅停留在静态结晶的宏观模拟上，尚未考虑流动效应，且只能预测宏观信息，无法获得微观结晶形态并为分析制品性能所用。为此，本项目拟将多尺度方法引入其中，通过考虑温度、流场与结晶的相互作用，建立耦合微观结晶形态演化与宏观流体流动传热的多尺度模型，并构建微观像素着色法与宏观有限体积法相耦合的多尺度算法，从而实现结晶过程多尺度模拟；进而基于模拟结果，研究宏观加工条件、微观结晶形态、制品宏观性能间的影响规律。本项目将解决相关文献中忽略流动效应以及结晶形态无法预测的问题。研究成果将为聚合物相变多尺度模型的建立以及微观-宏观算法的研究提供理论与技术支持，为深入探索聚合物的工艺-结构-性能之间的关系提供途径。

中文关键词： 多尺度；结晶形态；流动诱导结晶；流动传热；数值模拟

英文摘要： Polymer crystallization is an important factor to affect the microstructure and to determine the mechanical properties of the products. Compared to the quiescent crystallization, crystallization occurred during the processing not only accelerates the crys

英文关键词： multi-scale；crystal morpholoy；flow-induced crystallization；heat transfer and fluid flow；numerical simulation