【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑料板加工制作中的固流相对运动领域，尤其涉及一种基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法。
技术介绍
1、在塑料板的加工过程中，将处于熔化状态的塑性材料(流体)挤入移动的成型固体模具。然后，从固体模具的出口慢慢挤出并冷却，最终凝固形成固体板。处于熔化状态的塑性材料在变为固体塑料板的过程中，与固体模具之间产生相对运动，从而影响了板材的对流冷却过程。
2、实际应用过程中，由于紧挨着固体的流体与固体之间存在附着力的作用，这一层流体分子被牢牢地粘在固体上，轻易不会产生相对滑动。明显存在黏性力的这一层很薄，就是流体力学中著名的边界层，也称为附面层。
3、基于上述说明可知，流体与固体之间存在摩擦力，当摩擦力较大时，处于熔化状态的塑性材料(流体)挤入移动的成型固体模具所需的时间较长，冷却成固体板的成品质量较差。因此，如何准确评估塑料板的加工过程中流体和固体模具之间的摩檫力、并用以指导塑料板的加工过程，是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，用以解决现有塑料板加工领域中难以准确评估固流表面摩擦力、无法指导塑料板的加工过程的问题。
2、本专利技术公开了一种基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，所述方法包括：
3、将塑料板的加工过程抽象成数字孪生体模型；其中，将塑料板的加工过程中的处于熔化状态的塑性材料抽象成所述数字
4、以熔化状态的塑性材料的流体流动速度、成型固体模具的固体移动速度为变量，对所述数字孪生体模型进行固流时变相对运动建模，得到所述流体流动速度、固体移动速度与固流表面摩擦系数之间的函数关系；
5、根据所述函数关系控制所述塑料板的加工过程。
6、在上述方案的基础上，本专利技术还做出了如下改进：
7、进一步，所述根据所述函数关系控制所述塑料板的加工过程，执行：
8、对所述流体流动速度和固体移动速度进行取值，并根据所述函数关系，得到匹配的固流表面摩擦系数；
9、判断该固流表面摩擦系数是否在塑料板的加工过程中预置的固流表面摩擦系数的上、下限之间，
10、若是，则根据该固流表面摩擦系数匹配的流体流动速度、固体移动速度的取值，执行塑料板的加工过程。
11、进一步，执行塑料板的加工过程之后，还判断加工出的固体塑料板是否满足预期，
12、若满足，则结束；
13、否则，跳转到对所述流体流动速度和固体移动速度进行取值，并根据所述函数关系，得到匹配的固流表面摩擦系数的步骤。
14、进一步，所述根据所述函数关系控制所述塑料板的加工过程，还执行：
15、若该固流表面摩擦系数不在塑料板的加工过程中预置的固流表面摩擦系数的上、下限之间，跳转到对所述流体流动速度和固体移动速度进行取值，并根据所述函数关系，得到匹配的固流表面摩擦系数的步骤。
16、进一步，对所述数字孪生体模型进行固流时变相对运动建模，执行：
17、构建所述固流时变相对运动对应的模型函数；
18、构建所述模型函数对应的边界条件；
19、基于所述模型函数及其对应的边界条件，求解得到流体流动速度、固体移动速度与固流表面摩擦系数之间的函数关系。
20、进一步，所述固流时变相对运动描述为：
21、设一固体平板平行于y轴放置，从t＝0时刻开始，流体开始沿y轴负向流动；设定x＝0平面上有介质挡住了流体向y<0流动，流体仅在y>0范围内流动；流体到达y＝0后，向x<0和x>0方向分别继续流动；
22、其中，流体沿着x轴方向的速度分量设为ax；固体沿着x轴方向的速度分量设为bx；
23、固体与流体开始运动时间相同，从t＝0时刻开始，固体和流体之间开始有x方向上的相对运动。
24、进一步，所述固流时变相对运动对应的模型函数表示为：
25、
26、其中，u是流体在x轴上的速度分量，v是流体在y轴上的速度分量，a为流体流动速度，t表示时刻，γ表示流体的粘性系数。
27、进一步，所述固流时变相对运动对应的模型函数的边界条件表示为：
28、当t＜0时，u＝v＝0；
29、当t≥0时，u＝bx；y＝0处有v＝0；y→∞时有u→ax；
30、其中，b为固体移动速度。
31、进一步，当时，所述流体流动速度、固体移动速度与固流表面摩擦系数之间的函数关系满足：
32、所述固流表面摩擦系数的表达式为：
33、
34、其中，csf表示固流表面摩擦系数，
35、进一步，当时，所述固流表面摩擦系数的表达式为：
36、
37、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
38、本专利技术提供的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，在得到所述流体流动速度、固体移动速度与固流表面摩擦系数之间的函数关系的基础上，即可根据所述函数关系控制所述塑料板的加工过程，并给出了指导塑料板加工的具体过程，为本领域技术人员实施本实施例中的方案提供了技术指导。
39、此外，本专利技术通过对塑料板的加工过程中的固流时变运动进行详尽分析及过程推导，得到了准确度较高的流体流动速度、固体移动速度与固流表面摩擦系数之间的函数关系，能够准确预估固流表面摩擦系数，为指导塑料板加工的具体过程提供了可靠的标准。
40、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，所述根据所述函数关系控制所述塑料板的加工过程，执行：
3.根据权利要求2所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，执行塑料板的加工过程之后，还判断加工出的固体塑料板是否满足预期，
4.根据权利要求2所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，所述根据所述函数关系控制所述塑料板的加工过程，还执行：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，对所述数字孪生体模型进行固流时变相对运动建模，执行：
6.根据权利要求5所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，所述固流时变相对运动描述为：
7.根据权利要求6所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，所述固流时变相对运动对应的模型函数
8.根据权利要求7所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，所述固流时变相对运动对应的模型函数的边界条件表示为：
9.根据权利要求8所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，当时，所述流体流动速度、固体移动速度与固流表面摩擦系数之间的函数关系满足：
10.根据权利要求9所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，当时，所述固流表面摩擦系数的表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，所述根据所述函数关系控制所述塑料板的加工过程，执行：
3.根据权利要求2所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，执行塑料板的加工过程之后，还判断加工出的固体塑料板是否满足预期，
4.根据权利要求2所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，所述根据所述函数关系控制所述塑料板的加工过程，还执行：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于模型降阶的固流边界层相对运动数字孪生体求解方法，其特征在于，对所述数字孪生体模型进行固流时变相对运动建模，执行：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：黄志新，王永威，杨以杰，
申请(专利权)人：安世亚太科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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