Polyflow软件基础及其在双螺杆挤出仿真过程中的应用

　　本书结合双螺杆挤出机过程数值模拟，讲述了polyflow软件的使用方法和使用该类软件的思维方式。从网格划分开始，讲述数值模拟设定、流场特征分析、混合任务设定、混合评价指标体系创建等内容。不仅涉及到稳态、瞬态、等温、非等温等多方面基础内容，而且还对适应性网格技术、滑移边界条件、周期性边界条件等深层次问题进行了讨论。

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前　言
基　础　篇
第1 章　Polyflow 软件介绍及软件使用心得 2
　1. 1　Polyflow 软件的组成及其模块功能介绍 2
　1. 2　建立仿真模型的基本流程 3
　　1. 2. 1　几何建模及网格划分 3
　　1. 2. 2　流场的设定 3
　　1. 2. 3　后处理流场提取及统计分析 3
　1. 3　Polyflow 软件使用心得体会 3
　　1. 3. 1　双转子混合器端面形状的优化分析 4
　　1. 3. 2　熔体齿轮泵稳压性能的分析 5
　　1. 3. 3　往复式单螺杆销钉挤出机机筒销钉的搅拌作用分析 7
第2 章　双螺杆挤出模型的网格划分 10
　2. 1　几何模型及仿真工程的建立 10
　　2. 1. 1　几何模型 10
　　2. 1. 2　仿真工程的建立 11
　2. 2　螺纹元件部分的网格划分 11
　　2. 2. 1　指定求解器 13
　　2. 2. 2　几何模型的导入 13
　　2. 2. 3　体网格划分 13
　　2. 2. 4　边界和区域设定 14
　　2. 2. 5　网格输出 15
　2. 3　螺纹元件对应的流体区域部分的网格划分 15
　　2. 3. 1　指定求解器 16
　　2. 3. 2　几何模型导入 16
　　2. 3. 3　体网格划分 16
　　2. 3. 4　边界和区域设定 25
　　2. 3. 5　网格文件导出 25
　2. 4　啮合盘对应流体区域的网格划分 26
　　2. 4. 1　指定求解器 26
　　2. 4. 2　几何模型导入 26
　　2. 4. 3　体网格划分 27
目　　录
　2. 5　网格文件格式转换及组合 34
　　2. 5. 1　格式转换 34
　　2. 5. 2　网格组合 35
　思考题 37
第3 章　双螺杆等温瞬态流动问题的有限元求解 38
　3. 1　流场仿真任务的创建 38
　3. 2　流场计算任务的设定过程 38
　　3. 2. 1　流场任务的创建及其类型的设定 38
　　3. 2. 2　瞬态等温流场子任务的设定 40
　　3. 2. 3　数值参数的设定 48
　　3. 2. 4　后处理子任务的设定 51
　　3. 2. 5　结果输出的设定 52
　　3. 2. 6　流场输出管理 53
　　3. 2. 7　文件管理 54
　　3. 2. 8　程序运行 54
　3. 3　使用FieldView 软件观察流场结果 57
　　3. 3. 1　结果文件的导入及显示窗口初始化 57
　　3. 3. 2　流体区域边界上的剪切速率分布 58
　　3. 3. 3　瞬态数据的动态显示 62
　　3. 3. 4　截面上的速度向量分布 63
　　3. 3. 5　挤出方向上的剪切速率变化曲线 66
　3. 4　在瞬态任务的基础上完成稳态任务的设定 68
　3. 5　网格重叠技术 69
　　3. 5. 1　网格重叠技术简介 69
　　3. 5. 2　推荐的插值关系 70
　　3. 5. 3　运动部件复杂运动模式的检查 70
　　3. 5. 4　注意事项 70
　3. 6　系列化流场计算问题的设定参数管理 72
　　3. 6. 1　构建模拟参数表格 72
　　3. 6. 2　构建新建仿真任务的数据列表 72
　　3. 6. 3　结果对比 72
　思考题 74
第4 章　双螺杆挤出混合性能的统计分析 75
　4. 1　混合任务的设定 75
　　4. 1. 1　仿真任务的创建 75
　　4. 1. 2　计算区域的设定 76
　　4. 1. 3　边界条件的设定 77
　　4. 1. 4　流场的定义 78
　　4. 1. 5　示踪粒子的生成 79
　　4. 1. 6　粒子轨迹跟踪参数的设定 80
　　4. 1. 7　存储属性的选择 81
　　4. 1. 8　结果的存储 82
　　4. 1. 9　运动部件的定义 84
Polyflow软件基础及其在双螺杆挤出仿真过程中的应用
　4. 2　混合性能评价指标体系的建立 86
　　4. 2. 1　启动Polystat 统计模块 86
　　4. 2. 2　数据读取 86
　　4. 2. 3　示踪粒子运动轨迹的动态显示 88
　　4. 2. 4　停留时间分布的统计 92
　　4. 2. 5　分布混合特性的衡量———分布指数、分离尺度 98
　　4. 2. 6　分散混合特性的衡量———最大剪切应力、少组分粒径变化 112
　思考题 118
提　高　篇
第5 章　双螺杆挤出非等温问题求解 120
　5. 1　物性参数与边界条件 120
　　5. 1. 1　几何模型 120
　　5. 1. 2　网格划分 120
　　5. 1. 3　边界条件 121
　　5. 1. 4　物性参数 122
　5. 2　非等温流场计算任务的设定 122
　　5. 2. 1　创建仿真任务 123
　　5. 2. 2　输出的设定 149
　　5. 2. 3　流场结果管理 151
　　5. 2. 4　文件管理 152
　　5. 2. 5　任务运行 152
　5. 3　对比方案的设定 153
　5. 4　程序运行过程及结果对比 156
　　5. 4. 1　程序运行过程 156
　　5. 4. 2　结果对比 157
第6 章　适应性网格技术在双螺杆挤出仿真中的应用 162
　6. 1　适应性网格技术 162
　　6. 1. 1　inside 场 163
　　6. 1. 2　细化方案 163
　　6. 1. 3　相关参数 163
　6. 2　使用适应性网格技术时Polydata 的操作方法 164
　　6. 2. 1　网格文件 164
　　6. 2. 2　相关设定 164
　6. 3　由CSV 类型文件转换获得Polyflow 类型文件 168
　　6. 3. 1　转换数量的切换 169
　　6. 3. 2　被转换文件的选择 170
　　6. 3. 3　计算区域的选择 170
　　6. 3. 4　网格细化次数的设定 171
　　6. 3. 5　拓扑关系 171
　　6. 3. 6　输出结果类型 171
　　6. 3. 7　保存和退出 172
目　　录
　　6. 3. 8　转换结果 173
　6. 4　混合任务的设定 173
　6. 5　结果分析 173
第7 章　挤出过程中螺杆的受力状态分析 177
　7. 1　求解前的准备 177
　　7. 1. 1　运动部件的网格文件 177
　　7. 1. 2　运动部件的边界条件 177
　　7. 1. 3　强度理论和物性参数 177
　7. 2　运动部件弹性变形后处理子任务的设定 178
　　7. 2. 1　子任务计算区域的设定 179
　　7. 2. 2　物性参数和系统单位的设定 180
　　7. 2. 3　位移边界条件的设定 181
　7. 3　流场结果观察及结果分析 184
　　7. 3. 1　导入结果文件 184
　　7. 3. 2　背景及显示设定 184
　　7. 3. 3　螺杆元件应力云图显示 185
　　7. 3. 4　螺杆元件变形显示设定 190
第8 章　滑移条件和周期性边界条件 192
　8. 1　滑移条件的使用 192
　　8. 1. 1　滑移条件 192
　　8. 1. 2　基于运动部件的滑移问题设定 192
　　8. 1. 3　结果分析 197
　8. 2　周期性边界条件的使用 198
　　8. 2. 1　流场任务的设定 199
　　8. 2. 2　混合任务的设定 202
　　8. 2. 3　计算结果的对比 204