[发明专利]一种面向织造过程的织物表面自发性失稳控制方法

说明书

本发明公开了一种织物表面自发性失稳控制方法，采用如下的单组分三维NS方程勾画织物中纱线之间的相互作用过程：；；，其中=为应力张量，为热通量，为热传导系数，P_r为Prandtl数；然后从粘性部分和无粘部分开展控制方程的计算；其中，粘性部分采用二阶中心差分进行计算，而无粘部分采用高精度五点TVD格式进行计算，并采用二阶Runge‑Kutta法对时间导数项进行处理。本发明能够有效的对织造过程中坯布表面形态发生形变以及自发性失稳的现象进行控制，解决织物表面形变、自发性失稳问题，并保障织物外观光滑、纹理结构均匀，从而提升织物的品质。

技术领域

本发明涉及纺织领域，具体涉及一种面向织造过程的织物表面自发性失稳控制方法。

背景技术

织物具有高形变、延展、质量分布均匀的特性，其在织造过程（即由纱线织成坯布的过程）中，易受温度、湿度的波动，纱线之间的摩擦等多种因素的交互影响，使得织物表面形态和组织结构被拉伸或挤压，甚至因织轴表面的摩擦受热而产生自发性失稳。在个性化定制的时代，如何在织造过程中对坯布表面形态发生形变以及自发性失稳的现象进行控制，以保证织物外观光滑、纹理结构均匀，从而提升织物的品质，是纺织学术界、产业界探讨的热点问题。

针对织物表面形变、自发性失稳问题的研究，余方姝等人根据布料的物理特性构建了一种弹簧质点模型，借助时间积分对该模型质点弹簧进行了计算，并模拟了布料的真实感；林卿等人根据质点-弹簧模型，建立了一种三维线圈简化模型，并利用显式欧拉法进行简化模型的求解，同时对纱线织物结构的受力变形情况进行了实验，仿真得到了织物在受力状态下发生变形、失稳的过程。文献《应用弹簧-质点模型的双贾卡提花织物形变仿真》对借助质点-弹簧模型进行了介绍说明，将织物视为一个空间曲面，通过插值来获得织物在各种受力情况下的运动效果。这个结论为探讨多品种共轴下织物表面自发性失稳问题提供了基本路线。但是，在多品种共轴下，由于纵横力的相互交织使织物表面存在各向异性，在经线方向和纬线方向可以用不同的倔强系数来表示；同时，织物是允许作剪切运动的，故没有必要引入剪切弹簧。

陈卫东等在弹簧-质点模型的基础上提出一种新的可变菱形拓扑结构模型，通过改变菱形边弹簧的长度及弹簧系数、初始夹角，实现该模型对不同器官的形变模拟，在计算精度和实时性两方面进行了折中，这两方面都有待进一步地提高.因此如何建立稳定可靠，同时又计算简便、实时性好的物理模型，仍然是虚拟现实领域亟待解决的一个问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种织物表面自发性失稳控制方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种织物表面自发性失稳控制方法，采用如下的单组分三维NS方程勾画织物中纱线之间的相互作用过程：

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