带有柔性基材的悬浮喷嘴计算方法技术

本发明专利技术属于R2R过程中悬浮干燥相关领域，并公开了一种带有柔性基材的悬浮喷嘴设计计算方法，该方法包括以下步骤：(1)建立悬浮喷嘴系统流体域和柔性基材的几何模型；(2)对计算域进行网格划分；(3)给定边界条件和初始条件；(4)利用数值模型求解柔性基材的变形与换热；(5)根据计算结果确定悬浮喷嘴的设计参数对变形和换热的影响，知道悬浮喷嘴的设计。本发明专利技术以流固耦合模拟方法作为基础，通过计算来指导悬浮喷嘴的设计，可有效降低悬浮喷嘴的制造成本并提高悬浮喷嘴的换热能力。本方法充分考虑了柔性基材变形对基材表面压力、换热特性的影响，通过对FLUENT进行二次开发，嵌入基材变形程序，提高了数值预测精度与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
带有柔性基材的悬浮喷嘴计算方法
本专利技术涉及计算机数值模拟及CAE领域，特别涉及带有柔性基材的悬浮喷嘴设计计算方法。
技术介绍
制造业越来越多地采用R2R方法，悬浮干燥工艺是影响R2R制造速度的决定性工艺，基材经双面涂布之后，需要在悬浮烘箱中干燥。悬浮烘箱需要将基材稳定的悬浮于上下喷嘴之间，悬浮喷嘴的悬浮效果及换热能力直接影响干燥效率和干燥品质。现有的悬浮喷嘴计算绝大多数将基材视为刚体，不考虑基材的变形，这种计算方法无法准确考虑基材的变形以及变形对悬浮喷嘴换热能力的影响，造成设计的悬浮喷嘴难以将基材稳定的悬浮于上下喷嘴之间，造成基材与悬浮烘箱内的零部件发生刮擦，导致设计成本较高。目前悬浮喷嘴的主流计算方法是将基材视为刚性，即不考虑基材的变形。例如文献(刘金金.悬浮式烘箱数值模拟分析及结构优化[D].西安理工大学,2015.)采用CFD方法计算了带有刚性基材的悬浮喷嘴的流场与热场分布。又如文献(卫延斌,侯和平,张海燕.悬浮烘干系统烘箱体结构优化研究[J].西安理工大学学报,2015(2):171-175.张海燕,刘金金,薛志成,等.涂布机悬浮烘箱的结构参数优化[J].机械设计与研究,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有柔性基材的悬浮喷嘴计算方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立悬浮喷嘴及柔性基材几何模型：悬浮喷嘴在悬浮烘箱中呈周期性分布，且上下悬浮喷嘴之间的间距以及悬浮喷嘴的宽度远大于悬浮喷嘴出风口尺寸，对几何模型做如下简化：柔性基材两端简支梁支撑，仅考虑柔性基材在空气流场作用下垂直方向的变形；步骤二、流场网格划分：对步骤一建立的流场几何模型进行网格划分，在柔性基材壁面增加网格密度，以便更好地捕捉柔性基材表面的换热特性；步骤三、建立计算流体力学模型和柔性基材变形模型；计算流体力学模型包括连续性方程、动量方程和能量方程，分别为：

【技术特征摘要】
1.一种带有柔性基材的悬浮喷嘴计算方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立悬浮喷嘴及柔性基材几何模型：悬浮喷嘴在悬浮烘箱中呈周期性分布，且上下悬浮喷嘴之间的间距以及悬浮喷嘴的宽度远大于悬浮喷嘴出风口尺寸，对几何模型做如下简化：柔性基材两端简支梁支撑，仅考虑柔性基材在空气流场作用下垂直方向的变形；步骤二、流场网格划分：对步骤一建立的流场几何模型进行网格划分，在柔性基材壁面增加网格密度，以便更好地捕捉柔性基材表面的换热特性；步骤三、建立计算流体力学模型和柔性基材变形模型；计算流体力学模型包括连续性方程、动量方程和能量方程，分别为：式中u和v分别表示流体流动速度张量与动网格速度张量，ρ,μ以及Pr表示空气的密度、动力粘度以及普朗特数，P为流场压力，T为空气温度，t为时间；采用SSTk-w湍流模型封闭方程中的雷诺应力与雷诺热通量；柔性基材控制方程为：柔性基材边界条件和初始条件为：y|x＝-L/2＝y|x＝L/2＝0(5)y(t,0)＝y(t,L)＝0(7)m为柔性基材单位面积的质量，y和Vw表示柔性基材的垂直位移与柔性基材的轴向运动速度，F表示柔性基材中的张力；步骤四、进行初始定常流场数值计算：在FLUENT中，对计算参数进行初始化；流场入口给定速...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华民，杨志明，张云，
申请(专利权)人：深圳市信宇人科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44