四面体宏元提升三维注塑充填速度场压模拟效率

本文主要探讨了四面体宏元在三维注塑充填过程中的应用，着重关注的是如何提高计算效率和解的稳定性。针对黏性不可压缩聚合物熔体在三维注塑过程中，速度场和压力场的数值模拟是关键问题。传统的8节点四面体单元在处理速度线性和压力常数时，可能会导致解的不收敛，这可能是由于单元形状和复杂流动情况下的精度不足。 作者刘永志、赵振峰和申长雨在郑州大学橡塑模具国家工程研究中心的研究中，提出了一个创新的求解策略。他们采用了8节点四面体宏元来离散空间域，这种方法的主要优点在于减少了自由度的数量，从而显著提升了计算机求解速度。通过模拟圆管中定黏度流体的稳态流动，他们验证了新方法的模拟精度，同时对比了与8节点四面体单元（二次速度和线性压力）在计算时间上的差异，证明了新方法在时间效率上的优越性。 文章进一步展示了在圆管中定黏度流体的瞬态充填过程中，采用8节点四面体宏元的优势，它不仅简化了解的复杂性，还能更有效地捕捉到动态过程中的关键特征。最后，这项研究成果被成功地应用到三维注塑充填的实际数值模拟中，为塑料制品的高效生产和质量控制提供了理论支持。 关键词：注塑、充填、8节点四面体宏元、三维数值模拟。这篇文章的研究成果对于提升工业界对三维注塑过程的理解和控制具有重要意义，特别是在塑料加工领域，可以促进生产效率和产品质量的提升。此外，文中涉及的方法论和技术对于数值模拟方法的优化和发展也有着重要的参考价值。