무질서한 섬유 재료에서 유체 전달의 기공 규모 모델링

초록 유체 전달의 섬유 재료 모델링은 많은 응용 분야에서 중요하다. 대부분의 모델은 연속체 수준에서 작동하며, 이는 공간적으로 평균화된 전달 매개변수에 대한 사전 지식이 필요하다. 대안으로 모멘텀 방정식이 직접 해결되는 고도로 상세한 모델은 주요 단순화된 가정을 요구한다. 따라서, 실제 공학 프로세스에 적합한 첫 번째 원리를 사용하여 전달을 모델링하는 중간 수준의 기술을 사용하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 섬유 재료를 위한 기공 규모 네트워크 모델링이 적합해졌으며, 광범위한 섬유 구조와 고체 부피 분율에 대해 테스트되었다. Voronoi 다이어그램에서 프로토타입 네트워크 구조를 생성하는 새로운 기술이 사용되었다. Voronoi 네트워크는 두 가지 다른 다상 유동 알고리즘과 결합되어 공학과 관련된 다양한 변위 프로세스를 모델링할 수 있게 한다. 투포화 예측은 알려진 값과 잘 일치한다. 변위에 대한 동역학, 젖음성 및 재료 구조의 영향이 연구되었다. 이 모델링 기술은 미세 스케일 속성이 거시적 전달에 미치는 영향을 더 잘 정량화할 수 있게 할 뿐만 아니라, 다양한 재료와 프로세스를 위해 연속체 전달 매개변수를 예측하는 데 필요한 실험의 수를 줄이는 데 도움을 준다.