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高分子アロイの非等温三次元粘弾性流動及びそれに伴う相分離過程の数値解析

聚合物合金非等温三维粘弹性流动及相分离过程的数值分析

基本信息

批准号：
11750654
负责人：
木原伸一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

平成11年度において一部開発した、三次精度のエルミート補間を用いたGalerkin有限要素法による二次元矩形要素内の相構造発展に関するプログラムの修正と開発を行った。修正Cahn-Hilliard方程式および粘弾性構成方程式の移流項には流線上流型解法を用い、非線形項はNewton-Rapson展開により線形近似し、時間についてはθ法を用いて離散化を行った。粘弾性応力は、高分子成形加工においてよく用いられているGiesekusモデルに相溶性の混合系の線形粘弾性を比較的よく表現するTschoeglの混合則を用いて局所の平均値として求めた。数値解析に用いた物性値は、汎用性を考慮してポリエチレンとポリスチレンの混合系を考慮した物性値を用いた。初期組成は静置時に相が不安定になるように設定し、その後の相の変化をシミュレーションした。結果として静置条件下では、相構造の大きさは初期に与えた組成配置や濃度の揺らぎに強く依存し、解析領域の大きさに強く依存することが分かった。一方、平成11年度に開発した差分法を用いた場合の結果と比較してドメインの大きさの時間発展を示す相関係数が小さく、有限要素法を用いた場合の方がドメインの成長が遅いことなど解析方法により解が異なる結果となった。単純剪断流動を負荷した場合、粘弾性応力の不安定性および数値解手法の問題で相構造が外部変形により変化する前に解の発散が生じ、十分な解が得られなかった。発散の原因は界面自由エネルギー勾配係数とFlory-Hugginsの混合自由エネルギーの急激な組成依存性があげられ、これら項を数値解析に適するような近似式に置き換えることが今後必要であると考える。尚、当初予定した非等温化への拡張および成形加工プロセスへの適用は計算手法の検討に時間を費やしたため十分には達成できなかった。

In Pingcheng, the third-order precision measurement system in Pingcheng 11 is based on the Galerkin finite element method, which is used to analyze the phase distribution in the quadratic rectangular elements. The modified Cahn-Hilliard equation is used to solve the viscous equation to solve the flow pattern of moving items on the flow line, the non-shaped term Newton-Rapson is used to expand the approximate shape of the equation, and the time-dependent equation theta method is used to disperse the data. Viscous force, polymer forming process, polymer forming, Giesekus, viscosity, compatibility, compatibility, viscosity, viscosity, Several analytical methods are used to analyze the physical properties and the use of physical properties in the mixed system. During the initial phase of the system, there is a phase of instability, and after the setting of the system, the setting of the system is changed, and then the system is changed. Results under the static condition, the configuration of the system and the system in the initial stage of the system and the configuration of the system have a strong dependence on each other, and the analytical domain has a strong dependence on each other. On the one hand, the statistical difference method in the year 11 was used to compare the results of the statistical analysis, and the finite element method was used to analyze the results of the finite element method. The shear flow is connected, the viscous force is not easy to determine the number of methods to solve the problem, and the solution to the problem is to solve the problem before solving the problem. The reason for dispersion is that the interface is free to match the number of Flory-Huggins, which is dependent on the number of items, and that it is necessary to analyze the number of items in the future. At the beginning, it was expected that the non-isothermal processing equipment would be used to calculate the temperature and time of the forming process.