基于ADINA的织物与风场流固耦合数值模拟

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织物的动态弯曲性能与织物的各项服用性能关系密切,如悬垂美感,抗皱性,耐疲劳及其它各项舒适性等。在科技日益发达的今天,随着新型纤维材料和新型纺织加工、后整理技术的应用,纺织物动态弯曲性的研究凸显出更重要的地位,将直接影响到织物的实际用途和评价。   对织物静态弯曲性的研究已经有几十年的历史,并且取得了很多成果。相对而言,织物动态弯曲性能及其三维立体性的研究起步较晚,难度较大,仍处于探索阶段,有很多工作要做。一直以来许多研究者在这方面做了大量的探讨工作。目前虽然已经有很多的测试方法,但各自都存在一定的缺陷,因此深入对织物动态弯曲性能的研究具有很大的实际应用价值。   在数值模拟方面已经有许多学者开展了不少工作。在这些模拟中,也有对织物的动态运动模拟,但风力往往被简化成一个升力和阻力的简单叠加。众所周知现实世界中织物周围的气流场运动极其复杂。随着流固耦合模拟技术和计算机求解能力的发展,在工程上已经实现了弹性体结构和气流场的直接耦合模拟。   本文提出了一种基于空气动力学和流固耦合理论的新的研究方法模拟织物在气流场中的动态弯曲变形。利用流固耦合数值模拟技术,建立二维计算模型,通过有限元软件ADINA对织物在气流场中的动态弯曲变形运动进行仿真计算,结果显示,数值模拟与实验得到很好的吻合。   作为一项交叉性学科课题,该课题的工作在实验和数值模拟方面同时展开。本文侧重于数值模拟技术的实现。通过这一工作研究织物在气流场中的运动特性,同时也验证了流固耦合仿真技术用于纺织物研究的可行性,为织物的动态弯曲特性研究提供了一个崭新的思路和角度,将有助于今后更好的推进织物动态弯曲特性的研究。
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