聚合物應(yīng)力松弛過程的布朗動力學數(shù)值模擬.pdf

1、聚合物的流變特性對制品的外觀形狀和加工質(zhì)量有較大影響,是決定聚合物制品最終結(jié)構(gòu)和性能的中心環(huán)節(jié)。隨著消費者對塑料制品質(zhì)量要求越來越高,需要對聚合物加工過程中流體流變規(guī)律及聚合物微觀結(jié)構(gòu)進行深入研究。運用分子動力學模型和數(shù)值模擬方法能夠直接描述分子構(gòu)型,并通過系綜平均得到聚合物的宏觀流變特性。布朗動力學模擬以分子模型為基礎(chǔ),運用計算機模擬分子的結(jié)構(gòu)和行為,從而揭示分子體系的各種物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。
　　 根據(jù)Doi-Edwards

2、分子模型理論,聚合物濃厚體系在流變過程中存在這樣一個時間點:在此時間點之前,分子鏈的運動沒有受到其他分子鏈的約束影響,表現(xiàn)為自由空間的Rouse鏈,運動驅(qū)動力由Rouse模型表述;在此時間點之后,分子鏈的運動將會受到其他分子鏈的約束影響,分子鏈相互聚集和纏結(jié),運動驅(qū)動力由蠕動管模型表述。依據(jù)于此,本文運用布朗動力學數(shù)值模擬方法對聚合物流體進行數(shù)值模擬計算:
　　 (1)基于Rouse模型,對聚合物流體進行布朗動力學模擬計算。建立

3、了聚合物流體控制方程,利用差分法形成離散迭代公式,獲得了任意時刻分子鏈微觀構(gòu)型場的演化情況,利用系綜平均計算了聚合物的宏觀應(yīng)力。
　　 (2)以聚合物的纏結(jié)現(xiàn)象為切入點,分析了聚合物的線性黏彈性和非線性黏彈性;討論了階躍應(yīng)變后Doi-Edwards模型所描述的應(yīng)力松弛現(xiàn)象;探討了數(shù)值模擬參數(shù)選擇準則和模擬簡化條件;建立了求解穩(wěn)態(tài)剪切流的控制方程,得到了系綜的平均剪切應(yīng)力。
　　 (3)經(jīng)理論分析和數(shù)值模擬計算,得到了剪應(yīng)