对流体流动的建模的制作方法

本技术涉及对流体流动进行建模，例如以用于注塑成型。

背景技术：

1、在各种行业中，注塑模具用于制造零件，其中材料(例如塑料树脂，诸如热塑性、热固性或弹性体材料、金属等)以液体形式(例如经加热和熔融)制备，并且然后在压力下通过管道输送或注塑到空模具(也称为模头)的空隙中，并且然后冷却或经历化学反应，以便永久硬化成中空模具型腔的形状。模具的型腔具有与要制造的零件相对应的形状，并且其他部件通常包括装配到型腔中的模具型芯和附接到模具以在液体固化时对模具型腔中的液体维持适量压力的夹具。

2、将固化和凝固的材料从模具中取出，形成模具形状的接近成品的产品、部件或零件。注塑成型可以是一种有效的生产方法，因为其通常允许制造商重复使用一个或多个模头并精确地复制模头中形成的产品。通常，模具的初始设计和制造成本相当高。在一些情况下，投入大量的资金来设计和完善将在其寿命期间重复使用数百万次的模具。因此，注塑成型的特征通常在于规模效率高，特定模头的投资回报取决于模头的耐用性和持久精度。因此，典型的注塑模具型腔设计同时也是一个至关重要、但困难且成本高昂的过程。

3、存在能够用于注塑成型应用的数千种聚合物材料。在一些情况下，用于注塑成型应用的材料甚至可能影响给定模具型腔的设计，反之亦然。例如，一些熔融形式的高粘度材料在用窄浇口、流道和型腔空隙加工的模具型腔中可能表现不佳。另外，模具型腔的几何形状可能也影响使用模具制造的塑料零件的物理特性。事实上，例如，具有相同尺寸并由相同热塑性材料制成但在不同条件下以不同的注塑位置模制的两个零件可以具有不同的应力和收缩水平。

技术实现思路

1、本公开描述了涉及对流体流动进行建模的技术。

2、本公开中描述的主题的示例是由数据处理设备执行的方法。所述方法包括以下特征。获得要分析的部件的数字3d模型。部件包括规则图案化孔。识别模型的第一部分。第一部分包括规则图案化孔。识别模型的第二部分。第二部分包括模型的缺少规则图案化孔的部分。确定第一部分的流动因子。流动因子指示流过带有规则图案化孔的第一部分的流体的流动特性。使用表示部件几何形状的网格来执行数值流体模拟。执行数值流体模拟包括至少部分地基于流动因子来修改第一部分中的流体模拟的流动属性。

3、示例性方法的各方面(可单独与示例性方法组合或结合其他方面与示例性方法组合)包括以下内容。确定热因子。热因子指示流过带有规则图案化孔的第一部分的流体的热特性。热因子包括冻结层的生长速率。

4、示例性方法的各方面(可单独与示例性方法组合或结合其他方面与示例性方法组合)包括以下内容。动态地修改流动因子以考虑冻结层的生长速率。

5、示例性方法的各方面(可单独与示例性方法组合或结合其他方面与示例性方法组合)包括以下内容。规则图案化孔包括在数字3d模型中。所述方法还包括以下特征。从3d模型中移除孔。在移除3d模型中的孔之后创建用于执行数值流体模拟的网格。

6、示例性方法的各方面(可单独与示例性方法组合或结合其他方面与示例性方法组合)包括以下内容。从数字3d模型中省略规则图案化孔。所述方法还包括以下特征。使用分析流动结果或经验流动数据来获得模型的第一部分的流动特性。基于分析流动结果或经验流动数据来确定流动因子。使用分析热结果或经验热数据来获得模型的第一部分的热特性。基于分析热结果或经验热数据来确定热因子。使用悬浮在流体流动中的纤维的分析结果或经验纤维取向数据来获得模型的第一部分的纤维取向特性。基于分析结果或经验纤维取向数据来确定纤维取向因子。

7、示例性方法的各方面(可单独与示例性方法组合或结合其他方面与示例性方法组合)包括以下内容。规则图案化孔包括盲孔。确定流动因子包括使用分析结果或经验数据来获得盲孔的流动特性。

8、示例性方法的各方面(可单独与示例性方法组合或结合其他方面与示例性方法组合)包括以下内容。规则图案化孔包括变化的异形孔。变化的异形孔在孔的深度上限定变化的横截面形状。确定流动因子包括使用分析结果或经验数据来获得变化的异形孔的流动特性。

9、本公开中描述的主题的示例性实施方式是具有以下特征的系统。计算机可读介质存储可由一个或多个处理器执行以使一个或多个处理器执行以下操作的指令。获得要分析的部件的数字3d模型。部件包括规则图案化孔。识别模型的第一部分。第一部分包括规则图案化孔。识别模型的第二部分。第二部分包括模型的缺少规则图案化孔的部分。确定第一部分的热因子。热因子指示流过带有规则图案化孔的第一部分的流体的热特性。热因子包括冻结层的生长速率。使用表示部件几何形状的网格来执行数值流体模拟。数值流体模拟的执行包括至少部分地基于热因子来修改第一部分中的数值流体模拟的热属性。数值流体模拟用于确定注塑模具的注塑流速或注塑位置。

10、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。规则图案化孔包括在数字3d模型中。指令进一步使一个或多个处理器执行以下操作。移除3d模型中的孔。在移除3d模型中的孔之后创建网格。

11、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。从数字3d模型中省略规则图案化孔。指令进一步使一个或多个处理器执行以下操作。使用分析流动结果或经验流动数据来获得模型的第一部分的流动特性。确定第一部分的流动因子。流动因子指示流过带有规则图案化孔的第一部分的流体的流动特性。基于分析流动结果或经验流动数据来确定流动因子。使用分析热结果或经验热数据来获得模型的第一部分的热特性。基于分析热结果或经验热数据来确定热因子。使用悬浮在流体流动中的纤维的分析结果或经验纤维取向数据来获得模型的第一部分的纤维取向特性。基于分析结果或经验纤维取向数据来确定纤维取向因子。

12、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。指令进一步使一个或多个处理器执行以下操作。动态地修改流动因子以考虑冻结层的生长速率。

13、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。规则图案化孔包括盲孔。指令进一步使一个或多个处理器执行以下操作。通过使用分析结果或经验数据获得盲孔的流动特性来确定流动因子。

14、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。规则图案化孔包括变化的异形孔，所述变化的异形孔在孔的深度上限定变化的横截面形状。指令进一步使一个或多个处理器执行以下操作。通过使用分析结果或经验数据获得变化的异形孔的流动特性来确定流动因子。

15、本公开内的主题的示例是一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储可由一个或多个处理器执行以执行以下操作的指令。获得要分析的部件的数字3d模型。部件包括规则图案化孔。识别模型的第一部分。第一部分包括规则图案化孔。识别模型的第二部分。第二部分包括模型的缺少规则图案化孔的部分。确定纤维取向因子。纤维取向因子指示纤维取向特性，所述纤维取向特性指示悬浮在流过带有规则图案化孔的第一部分的流体中的纤维的纤维取向属性。使用表示部件几何形状的网格来执行数值流体模拟。执行数值模拟包括至少部分地基于纤维取向因子来修改第一部分中的数值流体模拟的纤维取向属性。

16、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。操作还包括以下内容。确定第一部分的流动因子。流动因子指示流过带有规则图案化孔的第一部分的流体的流动特性。确定第一部分的热因子。热因子指示流过带有规则图案化孔的第一部分的流体的热特性。热因子包括冻结层的生长速率。

17、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。操作还包括以下内容。动态地修改流动因子以考虑冻结层的生长速率。

18、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。规则图案化孔包括盲孔。确定流动因子包括使用分析结果或经验数据来获得盲孔的流动特性。

19、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。规则图案化孔包括变化的异形孔。变化的异形孔在孔的深度上限定变化的横截面形状。确定流动因子包括使用分析结果或经验数据来获得变化的异形孔的流动特性。

20、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。操作还包括以下内容。部分地基于所确定的流动因子和所确定的热因子，通过使用网格进行的迭代计算来确定注塑速率。部分地基于所确定的流动因子和所确定的热因子，通过使用网格进行的迭代计算来确定注塑温度。部分地基于所确定的注塑速率和注塑温度，通过使用网格进行的迭代计算来确定注塑位置。

21、示例性系统的各方面(可单独与示例性系统组合或结合其他方面与示例性系统组合)包括以下内容。规则图案化孔包括在数字3d模型中。操作还包括以下内容。从3d模型中移除孔。在移除3d模型中的孔之后创建网格。

22、可以实施本公开中描述的主题的特定实施方式以实现以便下优点中的一个或多个。本文描述的主题允许在数值模拟期间使用较粗的网格，从而减少执行数值模拟的时间。这种网格包括较少的用于迭代计算的离散点，因此与使用其他方法的模拟相比，使用执行计算的数据处理设备的较少存储器。本文描述的主题部分地由于计算时间减少而提高工具的设计和制造速度。本文描述的主题允许减少cad模型准备时间，因为可以研究孔的影响，而不需要在cad设计中明确包括数千个孔。本文描述的主题允许通过改变与孔构型相关的因素而不是每次都实际修改几何形状/网格来更容易地调整具有不同孔构型的模拟。

23、附图和下文描述中阐述本公开中描述的主题的一个或多个实施方式的细节。从具体实施方式、附图和权利要求将明白本主题的其他特征、方面和优点。