喷气涡流纺喷嘴中柔性纤维运动的数值模拟与特性分析

本文主要探讨了"喷气涡流纺喷嘴中纤维运动的数值模拟"这一主题，发表于2010年12月的《东华大学学报（自然科学版）》第36卷第6期。研究者裴泽光和郁崇文来自东华大学纺织学院，他们构建了一个二维模型，旨在精确模拟柔性纤维在喷气涡流纺喷嘴内的动态行为。这个模型考虑了纤维的物理特性和力学性质，利用任意拉格朗日-欧拉法来解决纤维与高速气流之间的流固耦合问题，以及纤维与喷嘴壁面的接触问题。 在模拟过程中，研究人员发现纤维在喷嘴内受到气流的推动，呈现出波动性的螺旋运动，并沿着喷嘴轴线向下流动。纤维在运动过程中会与锭子内壁发生多次接触，这种接触导致纤维尾部在完全进入锭子之前在喷嘴壁面上进行大范围的螺旋回转。这一特性使得纤维在穿过喷嘴时，纤维束获得了额外的捻度，这是通过观察纤维尾端的周期性转动幅度和频率来衡量的。 这项工作的重要意义在于，它提供了对喷气涡流纺工艺中纤维运动行为的深入理解，这对于优化纺纱设备的设计、提高生产效率以及改进纤维产品的质量都具有实际应用价值。通过数值模拟，科研人员可以预测纤维在不同喷嘴条件下的行为，从而调整工艺参数以达到理想的效果。这篇文章对于纺织工程领域的理论研究和技术进步具有显著的推动作用。