3. Управляющие уравнения и граничные условия

Управляющая безразмерное уравнение в терминах безразмерных переменных(перечисленных в обозначении) является следующим образом, где размеры длины были нормированы путем деления их нВ H, скоростей V_bz, давлением p, и вязкость :

Расплав непрерывности:

X импульс:

Y импульс:

Z импульс:

Рис.2 Граничные условия для квази-трехмерной модели

Энергия расплава:

Энергия винта:

Граничные условия получены также в безразмерном виде следующим образом:

(т.е. на границе):

(на поверхности барреля):

(условие адиабатичности) (13)

Ограничение на поток в безразмерной форме:

Здесь парамерт q_v представляет безразмерным объемным расходом, как правило, называется пропускной способностью выходящих из экструдера.

Таким образом, для данного экструдера, параметры которые управляют численным решением Pe, Gm, n, q_v, вязкость параметр β и теплопроводность соотношением ks=kf. Компьютерная программа тестируется на широком диапазоне определяющих параметров.

Кроме того, давление в уравнение (4) является формой пространства усредненного давления на плоскость xy в точке z. Граничные условия в мерной форме показаны на рис.2.

4. Метод решения

Принципиальная схема дискретизации используется в методе конечных объемов. Когда давление поле разделенный в методе указанным на уравнение (1)-(4), два различных скорости-давления результатов соединения. В первом из них, связанный с плоскостью скорости и распределением давления, необходимо, чтобы определить распределение p, который следует использовать в формулах (2) и (3) такое, что в результате u* и v* скорости удовлетворяет уравнению непрерывности, то есть уравнение(1). Для второго сцепления, связанные с распределением скорости и градиента давления в параболическом направлении, необходимо, определить значения которые следует использовать в уравнении (4), вместе с граничными условиями, такими чтобы результат распределения скоростей дает правильное безразмерное объемный расход q_v как указано у уравнении(14). Чтобы обработать первую скорость-давление сцепления, процедура SIMPLEC VanDoormal и Raithby, которые является улучшением по сравнению с методом, предложенный Patankar и Spalding, был использован. Скорость-давление в связи параболическим направлением было обработано методом, предложенный Raithby и Schneider, который также является улучшением по сравнению с методом Patankar и Spalding. Однако, основная структура общего метода решения является простым алгоритмом Patankar и Spalding. Полностью неявная схема используется для перемещения в параболическом направлении.

В силу известных причин, упомянутых Patankar ступенчатая сетка была использована. Место, где давление, температура, и w^* скорость называются основными точками сетки. Расположение u* и v*скоростей расположены в шахматном порядке по отношению к тем из вышеупомянутых переменных. Точка сетки расположена в геометрическом центре каждого регулятора объема. Более подробная информация, читатели могут обратиться к работе [44].

Неравномерная сетка, постепенно увеличивается в x направлении от стен были использованы. В y направлении, то есть по высоте канала, сетка равномерно. Вычисления были проведены более 23х17 сетей и 23х21 сетей в xy плоскости( то есть сечение) канала и тело винта соответственно. H₁/H принимается как 10. ∆z* расстояние одинаковое. Достаточно численный эксперимент был выолнен для выбора оптимального числа точек сетки. Детали теста независимой сетки, однако, не является в данном документе из-за недостатки места.

Причины, почему метод конечных объемов были выбраны следующие:

1. Процедура SIMPLE и SIMPLEC, используемые в этом исследовании лучше подходят для конечного объема метода.

2. Неоднородная сетка была использована в направлении x. Метод конечных объемов может работать с неравномерной сеткой проще чем конечной разностным методом.

3. Наиболее привлекательной особенностью формулировки регулятора объема, что полученное решение будет означать, что интеграл сохранения таких величин, как масса, импульс, и энергия выполняется точно по любой группе контроля объема, и конечно, во всех областях расчета. Это свойство существует для любого количества точек сетки и не только в ограничивающем смысле, когда число точек сетки становится большим.

1. Обработка расплава винта интерфейса

Дискретизированное уравнение энергии получается в расплаве винта интерфейса удовлетворяющий уравнение энергии расплава и винта [уравнение(5) и (6) соответственно] и условие согласования [уравнение(9)]по методу Карнахана и соавторов. Подробности можно найти в работе [44].

2. Целый алгоритм решения

Общий алгоритм решения показано в форме схемы на рис.3. следует отметить что первый порядок наветренной схемы была использована для дискретизации кросс-конвекции в уравнении(5). Компьютерная программа также способна предсказать правильный обратный поток ситуации за счет меньшего выходного отверстия(низкий-q_v случаи, которые часто возникает при обработке пищи тесто)