在金属注射成形(MIM)工艺中,由金属粉末和粘结剂均匀混合而成的混合填料,会在注射充模过程中产生偏析效应,这是影响MIM产品最终质量的特殊和重要因素。使用计算机模拟技术对MIM工艺的注射过程进行模拟并预测偏析效应,显得十分重要。对注射过程中偏析效应的模拟和预测需要引入两相流模型,金属粉末和粘结剂分别作为不同的流动相,用两相的体积比在注射过程中的变化反映注射偏析。使用耦合的N-S方程,来描述金属粉末相和粘结剂相的流动,并用一个动量交换项表示两相间的相互作用。 使用两相流模型实施数值模拟需要提供各相的粘度本构,而只有混合填料的粘度可以测量。在毛细管粘度测试模型的基础上,建立两相流的解析解和差分解模型,通过单相混合流和两相流模型间的质量守恒关系,建立了根据混合填料粘度确定各相流动本构的分析模型。 传统毛细管粘度计试验的分析模型假定了流体在管壁处的粘滞作用,然而事实上混合流体在管壁处存在滑移现象,这一滑移现象必然影响流体粘度的确定。在实际分析模拟中注射填料在模腔内壁的滑移对注射过程和结果同样会有显著影响,是一个不应忽视的因素。因此,研究工作特别开发了一个可以对毛细管粘度计试验多相流模型中各相流动分别施加不同边界条件,包括滑移边界条件的差分解工具。这一工具为多相流模拟中模腔内部滑移影响的深入研究提供了便利和有效的工具。对于今后研究中所涉及的毛细管试验参数标定方法的确定提供了可行的研究手段。 寻找适当的试验标定和模型分析方法,确定两相流模拟的各相本构和模腔内壁滑移参数,以合理实施可信赖的数值模拟,是本研究工作的主要目的。基于这一目的,在毛细管试验的分析模型中,引入滑移因素。通过不同管径的试验,确定滑移量和混合流体的粘度。并基于包括滑移条件的两相流模型解,确定数值模拟可以采用的各相粘度性质。通过解析分析和合理的数值算法,证实包括滑移条件的两相流模型中,边界滑移速度与两相粘度的确定可以分别实施。其他参数确定后,两相间动量交互系数可以单独通过试验确定。