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第一章绪论
1.1引言
1.2反应挤出技术概述
1.2.1反应加工技术的形成背景
1.2.2反应挤出技术的原理与特点
1.2.3反应挤出设备简介
1.2.4反应挤出技术的应用
1.3反应挤出技术的研究现状
1.3.1反应挤出技术的主要研究方向
1.3.2反应挤出实验研究
1.3.3反应挤出数值模拟研究
1.4课题的提出及研究意义
1.4.1课题的提出
1.4.2本课题的研究意义
1.5研究方案与技术路线
1.5.1数值模拟计算方法概述
1.5.2研究方案
1.5.3技术路线
1.6本文的主要研究内容
第二章双螺杆反应器模型的建立
2.1引言
2.2双螺杆反应器的几何结构参数
2.2.1双螺杆基本几何构造参数
2.2.2双螺杆端面曲线
2.3紧密啮合同向旋转双螺杆挤出机物理模型的建立
2.3.1物料运动分析
2.3.2展开模型的特征参数计算
2.3.3等效反应器模型的建立
2.4小结
第三章 自由基反应挤出过程的模型控制方程
3.1引言
3.2聚合物流体流动场的基本控制方程
3.2.1质量守恒方程
3.2.2动量守恒方程
3.2.3初边值条件的设定
3.3自由基聚合反应动力学模型
3.3.1自由基聚合反应机理
3.3.2自由基聚合反应动力学模型的建立
3.4自由基接枝反应动力学模型
3.4.1自由基接枝反应机理
3.4.2自由基接枝反应动力学模型的建立
3.5聚合物流体化学结构场基本控制方程
3.5.1自由基聚合反应体系的平均相对分子质量
3.5.2自由基接枝反应体系的平均相对分子质量
3.6聚合物流体化学流变模型
3.6.1反应挤出过程的流变特点
3.6.2反应挤出过程物料黏度的影响因素
3.6.3聚合物流体的化学流变模型的建立
3.7小结
第四章反应挤出数值模拟关键技术研究
4.1引言
4.2 FVM空间区域的离散化
4.3聚合物流体流动场基本控制方程的FVM离散技术
4.3.1控制容积积分法的实施步骤
4.3.2流场基本控制方程的离散
4.4压力—速度耦合问题的FVM求解技术
4.4.1压力—速度耦合计算
4.4.2交错网格技术
4.4.3 SIMPLE算法
4.5化学反应场、材料结构场与化学流变场的数值计算技术
4.5.1单体转化率的数值计算
4.5.2引发剂浓度的数值计算
4.5.3高分子材料体系的平均相对分子质量的数值计算
4.5.4流体黏度的数值计算
4.6反应挤出数值模拟流程
4.7小结
第五章考虑凝胶效应的自由基聚合反应挤出过程数值模拟
5.1引言
5.2考虑凝胶效应的自由基聚合反应动力学模型
5.2.1反应机理分析
5.2.2反应动力学模型的建立
5.2.3单体转化率、平均相对分子质量的数值计算式
5.3算例模拟
5.3.1模拟流程
5.3.2实验算例与模拟参数设定
5.3.3模拟结果与讨论
5.4 小 结
第六章 自由基接枝反应挤出过程的数值模拟
6.1引言
6.2乙烯基硅烷接枝聚乙烯反应挤出过程的数值模拟
6.2.1反应动力学模型及数值计算
6.2.2模拟流程
6.2.3算例简介
6.2.4模拟结果与讨论
6.3丙烯酸类单体接枝聚乙烯反应挤出过程的数值模拟
6.3.1反应动力学模型及数值计算
6.3.2算例简介
6.3.3模拟结果与讨论
6.4小结
第七章反应挤出过程的优化设计
7.1引言
7.2遗传进化计算
7.2.1遗传算法的基本原理与特点
7.2.2遗传算法的构成要素
7.3优化系统的建立
7.3.1目标函数及决策变量的确定
7.3.2优化系统的设计
7.4优化实例
7.4.1算例简介
7.4.2结果与讨论
7.5小结
第八章结论与展望
8.1结论
8.2展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间完成的论文
攻读博士学位期间参与的科研项目