[发明专利]用于在模具填充过程的模拟中描述粒子统计取向分布的方法和装置

权利要求书

1.一种用于计算非球形粒子在宏观水平上的取向统计的方法，该方 法通过使用用于模拟注塑成型过程的模拟模型来进行所述计算，在所述注 塑成型过程中，形成模拟区域的至少部分几何形状的模具型腔被悬浮液填 充或部分地填充，所述悬浮液由包含大量非球形粒子的溶剂形成，其中， 提供所述模拟区域的几何形状的数字表示，并且其中通过对所述模拟区域 的所述数字表示的至少部分进行离散化而形成具有多个计算单元的网格， 所述方法包括步骤：

a)针对所述模拟模型指定边界条件；

b)针对所述模拟模型设置初始条件；

c)求解针对所述模拟区域的至少部分单元的质量、动量和能量的平 衡方程，以获得解域的单元在宏观水平上的流体流、热流和质量传递；和

d)至少部分地基于所求解的平衡方程的结果针对所述模拟区域的所 述单元求解非球形粒子取向动力学方程，以由此确定作为空间和时间的函 数的宏观水平上非球形粒子取向的改变，

其中利用分布函数统计地描述所述解域的所述单元的所述非球形粒 子取向，并且其中利用包括二阶取向张量和四阶取向张量的递增阶的非球 形粒子取向张量近似所述分布函数，并且使用稳定混合闭合近似将所述四 阶取向张量作为所述二阶取向张量的函数进行计算。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分布函数是以使用简化 符号(CN)的向量形式重新用公式表示的反应对流的双曲型偏微分方程 (16)的非线性耦合系统。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，利用反应对流的双曲型偏微 分方程(16)的系统的右侧的代数结构以很少的代数运算实现稳定混合闭 合。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过识别双曲型偏微分方程 (16)的系统的右侧中的共同子表达式来将确定所述非球形粒子取向所需 要的代数运算的数量最小化。

5.一种用于计算非球形粒子在宏观水平上的取向统计的方法，该方 法通过使用用于模拟注塑成型过程的模拟模型来进行所述计算，在所述注 塑成型过程中，形成模拟区域的至少部分几何形状的模具型腔被悬浮液填 充或部分地填充，所述悬浮液由包含大量非球形粒子的溶剂形成，其中， 提供所述模拟区域的几何形状的数字表示，并且其中通过对所述模拟区域 的所述数字表示的至少部分进行离散化而形成具有多个计算单元的网格， 所述方法包括：

a)针对所述模拟模型指定边界条件；

b)针对所述模拟模型设置初始条件；

c)求解针对所述模拟区域的至少部分单元的质量、动量和能量的平 衡方程，以获得解域的单元在宏观水平上的流体流、热流和质量传递；和

d)至少部分地基于所求解的平衡方程的结果针对所述模拟区域的所 述单元求解非球形粒子取向动力学方程，以由此确定作为空间和时间的函 数的宏观水平上非球形粒子取向的改变，

其中利用分布函数统计地描述所述解域的所述单元的所述非球形粒 子取向，并且其中利用包括二阶取向张量和四阶取向张量的递增阶的非球 形粒子取向张量近似所述分布函数，其为反应对流的双曲型偏微分方程的 非线性耦合系统，并且其中将所述双曲型偏微分方程的非线性耦合系统分 为纯粹的取向输运分量和旋转取向动力学分量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过以交替的方式使用根据 算子分裂过程的两个方程来执行所述数值积分。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过对称算子分裂或通过简 单算子分裂来进行所述算子分裂。