聚合物多相分层流动成型是先进新型聚合物成型技术的典型代表,但分层界面的不稳定对层厚分布和界面形貌有直接影响,进而严重影响最终产品的机械、化学、光学和其它性能。然而,界面不稳定的机理相当复杂,对界面不稳定产生的原因及演化机理的研究是先进聚合物成型技术的重要前沿。本文对聚合物多相分层流动成型界面不稳定进行了较为系统的研究,主要取得以下成果: (1) 针对聚合物熔体在多相分层流动成型过程中的充模流动特点,基于聚合物流变学、流体动力学和热力学理论,提出合理假设,分别建立了描述非牛顿黏性和黏弹性聚合物熔体多相分层流动成型过程的理论模型,提出了相应的精确、稳定、快速收敛的数值算法,结合计算机编程技术,实现了非牛顿黏性和黏弹性熔体界面不稳定的数值模拟,通过一系列数值模拟,研究了聚合物熔体流变性能和主要工艺参数对界面不稳定的影响规律,揭示了界面不稳定的机理: (2) 对于全三维、瞬态、非等温的非牛顿黏性聚合物熔体多相分层流动成型,本文基于流体体积法(VOF法),采用分段线性的界面重构技术,实现了成型过程中自由表面和移动界面的追踪,基于罚函数法、SUPG法等混合有限元稳态离散技术,实现了非牛顿黏性熔体界面不稳定的数值模拟,研究了三层对称流的界面不稳定,结果表明:随着高黏层(内层)注射速率的增加,分层界面由不稳定的三维波动曲面逐渐变为平稳的分层界面:随着内外层黏度比的增大,黏度大的其层厚也增加,界面不稳定的趋势加剧; (3) 揭示了非牛顿黏性聚合物熔体多相分层流动成型界面不稳定的机理:各相熔体流变性能的差异和不恰当的层厚分布使得成型过程中压力场、温度场和速度场在空间上分布不均匀,并具有时间依赖性,从而导致熔体黏度和切变速率的不均匀、不定常,而熔体内应力与压力、黏度和切变速率直接相关,具有时间依赖性的不均匀的应力场将导致二次流动的出现,不均匀的二次流动必然导致模腔中各相熔体层厚的重新分布,从而产生熔体分层界面的不稳定,并使得三维波动界面不断发展变化: (4) 对于二维、瞬态、等温的黏弹性聚合物熔体多相分层流动成型,本文基于移动网格法来构筑几何体的网格离散,以此拟合各流体间的界面形貌,并基于Giesekus本构模型,运用EVSS和SU等混合有限元稳态离散技术,实现了黏弹性熔体界面不稳定的数值模拟,研究结果表明:流率的变化会引起各层熔体层厚的重新分布,当其它条件不变时,熔体的流率越大,其层厚也越大,在熔体流变性能不匹配时,低黏层熔体流率的增大会导致界面的不稳定性增加:随着各层熔体黏度的差异的增大,各层熔体层厚重新分布,分层界面发生偏离,并偏向于黏度小的一边,界面不稳定性增加;随着各层熔体松弛时间(熔体弹性)的差异的