三螺杆挤出机端面二维流场混沌混合拉格朗日拟序结构分析

• 作者: 何延东 佟莹 朱向哲 高鹤
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 三螺杆挤出机 有限时间Lyapunov指数 拉格朗日拟序结构 混沌混合 流动 计算流体力学 数值分析
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 表面与界面工程
• 页码范围: 4378-4388
• 页数: 11页
• 分类号: TQ320.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20160178

摘要

三螺杆挤出机是一种新型的聚合物流体加工设备，其独有的中心区呈现出几何结构和受力状态的周期性变化，混合机理非常复杂。区别于传统的线性混合分析，从拉格朗日体系的新视角对三螺杆挤出机混沌混合进行拉格朗日拟序结构分析，利用有限时间Lyapunov指数（FTLE）、拉格朗日拟序结构（LCS），结合Poincaré截面和粒子可视化技术研究三螺杆挤出机二维流场的流体输运和混沌混合机理，讨论了中心区动态结构特性对FTLE和LCS分布的影响，并与单螺杆挤出机和双螺杆挤出机进行了对比分析。结果表明，LCS将三螺杆挤出机流域划分为近螺杆区、远螺杆区和中心区3个具有不同运动特性的区域，扭结是连接近螺杆区、远螺杆区和中心区物质交换的桥梁。随着混合时间的增加，扭结的弯曲和折叠程度逐渐增大，增强了3个区域的物质交换，强化了三螺杆流场的混沌混合。三螺杆挤出机啮合区附近存在3个双曲固定点，混合能力较好。Poincaré截面中椭圆周期点的出现说明在流域中心有非混沌区存在，因此三螺杆挤出机的中心区混合能力相对较弱。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	朱向哲	辽宁石油化工大学机械工程学院	91	521	12.0	17.0
2	何延东	辽宁石油化工大学机械工程学院	24	91	6.0	8.0
3	高鹤	辽宁石油化工大学机械工程学院	5	12	2.0	3.0
4	佟莹	辽宁石油化工大学机械工程学院	3	12	2.0	3.0