一种基于非牛顿流体的流场确定方法、设备及介质技术

本说明书实施例公开了一种基于非牛顿流体的流场确定方法、设备及介质，方法包括：通过预先构建的非牛顿流体流变模型，确定非牛顿流体在不同剪切率下对应的流体粘度，其中，非牛顿流体流变模型用于描述非牛顿流体流体粘度与剪切率之间的对应关系；在非牛顿流体的涂布过程中，建立初始的涂布模头流场方程；根据非牛顿流体的特性，确定出初始的涂布模头流场方程的初始条件和边界条件，以确定出符合要求的涂布模头流场方程；将不同剪切率下对应的流体粘度输入至符合要求的涂布模头流场方程中，确定出非牛顿流体的流场，结合流体模型和涂布模头流场方程对非牛顿流体进行模型，可以较为真实的模拟非牛顿流体的涂布过程，得到较为精确的流场情况。的流场情况。的流场情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非牛顿流体的流场确定方法、设备及介质


[0001]本说明书涉及计算机
，尤其涉及一种基于非牛顿流体的流场确定方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]近年来，随着液晶屏幕、太阳能电池板等各类元器件的快速发展，涂布技术的发展也备受关注。涂布是直接影响产品容量、一致性的关键工序，在产品的工艺设计中均使用到将高分子有机功能材料涂覆在基材上。
[0003]现有的涂布技术中，涂布材料大都为牛顿流体，模拟计算也集中在对牛顿流体涂布过程的模拟。现有的研究模型多采用商业软件进行流场计算，软件的流体本构方程库仅支持牛顿流体，现有技术难以对非牛顿流体的流场进行精确计算。

技术实现思路

[0004]本说明书一个或多个实施例提供了一种基于非牛顿流体的流场确定方法、设备及介质，用于解决如下技术问题：现有技术难以对非牛顿流体的流场进行精确计算。
[0005]本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：
[0006]本说明书一个或多个实施例提供一种基于非牛顿流体的流场确定方法，所述方法包括：通过预先构建的非牛顿流体流变模型，确定所述非牛顿流体在不同剪切率下对应的流体粘度，其中，所述非牛顿流体流变模型用于描述所述非牛顿流体流体粘度与剪切率之间的对应关系；在所述非牛顿流体的涂布过程中，建立初始的涂布模头流场方程；根据所述非牛顿流体的特性，确定出所述初始的涂布模头流场方程的初始条件和边界条件，以确定出符合要求的涂布模头流场方程；将所述不同剪切率下对应的流体粘度输入至所述符合要求的涂布模头流场方程中，确定出所述非牛顿流体的流场。
[0007]进一步地，所述通过预先构建的非牛顿流体流变模型，确定所述非牛顿流体的在不同剪切率下对应的流体粘度之前，所述方法还包括：预先获取不同情况下的有机溶质、有机溶液以及水的流体流变性实验曲线；根据所述流变性实验曲线和多个预设流变方程，确定出非牛顿流体流变模型。
[0008]进一步地，所述根据所述流变性实验曲线和多个预设流变方程，确定出非牛顿流体流变模型，具体包括按照预设的划分方式，将所述流体流变性实验曲线分为多条曲线；将每条曲线分别与所述多个预设流变方程进行拟合，计算所述多个预设流变方程在所述每条曲线上的拟合误差，选取拟合误差最小的预设流变方程作为所述每条曲线对应实验条件下的流变方程；确定出所述流体流变性实验曲线对应的多个流变方程，将所述多个流变方程确定为所述非牛顿流体流变模型。
[0009]进一步地，所述确定出所述初始的涂布模头流场方程的初始条件，具体包括：设定所述初始的涂布模头流场方程中涂液状态对应的初始条件，以及涂布过程状态对应的初始条件；其中，所述涂液状态对应的初始条件包括：设定涂液为不可压缩流体，设定涂液为各
向同性流体以及设定涂液为单相流体；所述涂布过程状态对应的初始条件包括设定涂布过程为等温过程以及设定涂布过程中流变规律不变。
[0010]进一步地，所述边界条件包括：所述模头的入口边界对应的边界条件、所述模头的出口边界对应的边界条件以及所述模头的固壁边界对应的边界条件；其中，所述模头的入口边界的边界条件设置为U0为入口速度剖面，为入口体积流率；所述模头的出口边界的边界条件设置为p＝p
e
，u为流动速度，n为流动速度沿出口截面的法线方向，p
e
为环境压强；所述模头的固壁边界的边界条件设置为t
w
为固壁处的单位切向量，n
w
为固壁处的单位外法向量。
[0011]进一步地，所述确定出非牛顿流体的流场，具体包括：根据预设求解算法，对所述涂布模头流场方程进行三维格式转换，得到对应的多个三维格式方程，其中，所述预设求解算法的类型包括解耦求解算法；对所述三维格式方程进行有限元离散，得到对应的离散结果，以便于根据所述离散结果，计算所述非牛顿流体的流场。
[0012]进一步地，当所述预设求解算法的类型为解耦求解时，所述对所述涂布模头流场方程进行三维格式转换，得到对应的多个三维格式方程，具体包括：对所述涂布模头流场方程中的流体速度和流体压力进行解耦，得到所述涂布模头内的中间速度表达式与压力表达式；根据所述压力表达式对所述中间速度表达式进行校正，得到速度校正表达式；将所述中间速度表达式、所述压力表达式以及所述速度校正表达式作为三维格式方程。
[0013]进一步地，所述对所述三维格式方程进行有限元离散，得到对应的离散结果，具体包括：对所述中间速度表达式、所述压力表达式以及所述速度校正表达式分别进行有限元离散，确定出中间速度离散结果、压力离散结果以及校正速度离散结果；通过有限元离散算法，计算所述中间速度离散结果、所述压力离散结果以及所述校正速度离散结果，以获取所述非牛顿流体的流场。
[0014]本说明书一个或多个实施例提供一种基于非牛顿流体的流场确定设备，包括：
[0015]至少一个处理器；以及，
[0016]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0017]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
[0018]通过预先构建的非牛顿流体流变模型，确定所述非牛顿流体的在不同剪切率下对应的流体粘度，其中，所述非牛顿流体流变模型用于描述所述非牛顿流体流体粘度与剪切率之间的对应关系；在所述非牛顿流体的涂布过程中，建立初始的涂布模头流场方程；根据所述非牛顿流体的特性，确定出所述初始的涂布模头流场方程的初始条件和边界条件，以确定出符合要求的涂布模头流场方程；将所述不同剪切率下对应的流体粘度输入至所述符合要求的涂布模头流场方程中，确定出所述非牛顿流体的流场。
[0019]本说明书一个或多个实施例提供的一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：
[0020]通过预先构建的非牛顿流体流变模型，确定所述非牛顿流体的在不同剪切率下对应的流体粘度，其中，所述非牛顿流体流变模型用于描述所述非牛顿流体流体粘度与剪切率之间的对应关系；在所述非牛顿流体的涂布过程中，建立初始的涂布模头流场方程；根据所述非牛顿流体的特性，确定出所述初始的涂布模头流场方程的初始条件和边界条件，以确定出符合要求的涂布模头流场方程；将所述不同剪切率下对应的流体粘度输入至所述符合要求的涂布模头流场方程中，确定出所述非牛顿流体的流场。
[0021]本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0022]通过构建流体流变模型描述流体的流变特性，并根据涂布过程和流体特性确定出符合要求的涂布模头流场方程，结合流体模型和涂布模头流场方程对非牛顿流体进行模型，可以较为真实的模拟非牛顿流体的涂布过程，得到较为精确的流场情况。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非牛顿流体的流场确定方法，其特征在于，所述方法包括：通过预先构建的非牛顿流体流变模型，确定所述非牛顿流体在不同剪切率下对应的流体粘度，其中，所述非牛顿流体流变模型用于描述所述非牛顿流体流体粘度与剪切率之间的对应关系；在所述非牛顿流体的涂布过程中，建立初始的涂布模头流场方程；根据所述非牛顿流体的特性，确定出所述初始的涂布模头流场方程的初始条件和边界条件，以确定出符合要求的涂布模头流场方程；将所述不同剪切率下对应的流体粘度输入至所述符合要求的涂布模头流场方程中，确定出所述非牛顿流体的流场。2.根据权利要求1所述的一种基于非牛顿流体的流场确定方法，其特征在于，所述通过预先构建的非牛顿流体流变模型，确定所述非牛顿流体的在不同剪切率下对应的流体粘度之前，所述方法还包括：预先获取不同情况下的有机溶质、有机溶液以及水的流体流变性实验曲线；根据所述流变性实验曲线和多个预设流变方程，确定出非牛顿流体流变模型。3.根据权利要求2所述的一种基于非牛顿流体的流场确定方法，其特征在于，所述根据所述流变性实验曲线和多个预设流变方程，确定出非牛顿流体流变模型，具体包括：按照预设的划分方式，将所述流体流变性实验曲线分为多条曲线；将每条曲线分别与所述多个预设流变方程进行拟合，计算所述多个预设流变方程在所述每条曲线上的拟合误差，选取拟合误差最小的预设流变方程作为所述每条曲线对应实验条件下的流变方程；确定出所述流体流变性实验曲线对应的多个流变方程，将所述多个流变方程确定为所述非牛顿流体流变模型。4.根据权利要求1所述的一种基于非牛顿流体的流场确定方法，其特征在于，所述确定出所述初始的涂布模头流场方程的初始条件，具体包括：设定所述初始的涂布模头流场方程中涂液状态对应的初始条件，以及涂布过程状态对应的初始条件；其中，所述涂液状态对应的初始条件包括：设定涂液为不可压缩流体，设定涂液为各向同性流体以及设定涂液为单相流体；所述涂布过程状态对应的初始条件包括设定涂布过程为等温过程以及设定涂布过程中流变规律不变。5.根据权利要求1所述的一种基于非牛顿流体的流场确定方法，其特征在于，所述边界条件包括：所述模头的入口边界对应的边界条件、所述模头的出口边界对应的边界条件以及所述模头的固壁边界对应的边界条件；其中，所述模头的入口边界的边界条件设置为U0为入口速度剖面，为入口体积流率；所述模头的出口边界的边界条件设置为p＝p
e
，u为流动速度，n为流动速度沿出
口截面的法线方向，p
e
为环境压强；所述模头的固壁边界的边界条件设置为u
·
n
w
＝0，t
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为固壁处的单位切向量，n
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为固壁处的单位外法向量。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑虹，王晓东，钟勇超，楚正，刘杰，李玉彪，
申请(专利权)人：河北乐凯化工工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：