Fluent应用案例-灌胶流体动态分析

本文以灌胶过程为例研究如何通过Fluent中的Carreau模型对非牛顿流体进行仿真分析，如有其他技术服务，欢迎垂询！

一基于Fluent的灌胶流体分析

模型描述

牛顿流体的切应力（shear stress）与应变速率（strain rate）成正比，而非牛顿流体的切应力（shear stress）与应变速率（strain rate）不成正比。而胶就是一种典型的非牛顿流体，其流动特性也呈现出非常不一样的特性。关于灌胶模型的描述，详细见图1所示。

图1  模型描述

二基于Fluent的灌胶流体分析

非牛顿流体的设置

灌胶过程是一个两相流过程，胶水进入盒子并排出内部气体。胶水是典型的非牛顿流体，流动介质粘度采用Carreau模型，该粘度模型表征了流体粘度与剪切率之间的关系。

选择模型树节点Materials，双击右侧面板中Materials列表项air，在弹出的Create/Edit Materials对话框中，设置Name为glue，选择Viscosity下拉列表项Carreau Model，弹出Carreau Model设置对话框，见图2。

图2 非牛顿流体的设置

三基于Fluent的灌胶流体分析

多相流设置

在模型选择中打开多相流模型，设置空气为主相，胶水为第二相。

图3 多相流设置

四基于Fluent的灌胶流体分析

结果查看

不同时刻下的结果，如图所示。

图4 1s的灌胶状态

图5 2s的灌胶状态

图6 11s的灌胶状态

总结

综上所述，Fluent中的非牛顿流体模型Carreau模型能够很好地模拟灌胶流程，为用户的灌胶设计提供良好的指导和设计。

需要注意的是，非牛顿流体模型增加一定的计算量，且需要对模型参数进行合理的选择和设置。同时，非牛顿流体模型的精度也与所选的模型和参数有关，需要根据实际情况进行验证和调整。

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