CFD analysis of the frame invariance of the melt temperature rise in a single-screw extruder / F. Habla in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. XXVIII, N° 5 (11/2013)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. XXVIII, N° 5 (11/2013) . - p. 463-469 Titre : CFD analysis of the frame invariance of the melt temperature rise in a single-screw extruder Type de document : texte imprimé Auteurs : F. Habla, Auteur ; S. Obermeier, Auteur ; L. Dietsche, Auteur ; O. Kintzel, Auteur ; Olaf Hinrichsen, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : p. 463-469 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Etat fondu (matériaux) Extrudeuse monovis Fluides newtoniens Fluides, Mécanique des Matières plastiques -- Extrusion Mécanique des fluides numériques La mécanique des fluides numérique (MFN), plus souvent désignée par le terme anglais computational fluid dynamics (CFD), consiste à étudier les mouvements d'un fluide, ou leurs effets, par la résolution numérique des équations régissant le fluide. En fonction des approximations choisies, qui sont en général le résultat d'un compromis en termes de besoins de représentation physique par rapport aux ressources de calcul ou de modélisation disponibles, les équations résolues peuvent être les équations d'Euler, les équations de Navier-Stokes, etc. La CFD a grandi d'une curiosité mathématique pour devenir un outil essentiel dans pratiquement toutes les branches de la dynamique des fluides, de la propulsion aérospatiale aux prédictions météorologiques en passant par le dessin des coques de bateaux. Dans le domaine de la recherche, cette approche est l'objet d'un effort important, car elle permet l'accès à toutes les informations instantanées (vitesse, pression, concentration) pour chaque point du domaine de calcul, pour un coût global généralement modique par rapport aux expériences correspondantes. Domaines d'application : La CFD est particulièrement employée dans les domaines des transports, pour étudier notamment le comportement aérodynamique des véhicules (automobile, aéronautique, etc) conçus. La CFD est également utilisée dans le domaine des installations critiques telles que les salles de serveurs. Elle permet de réaliser une représentation 3D de la salle, comprenant toutes les informations relatives aux équipements informatiques, électriques et mécaniques. On obtient une carte graduée des différentes zones de chaleur présentes, ce qui permet de détecter les zones critiques et les points chauds (ou "hot spots"). Polycarbonates Simulation par ordinateur Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : In analytical analyses for single-screw extruders the simplified approach of rotating the barrel and keeping the screw fixed is often used instead of rotating the screw and fixing the barrel. Although the flow field is independent of the reference frame, as has already been shown to a satisfactory degree (Rauwendaal etal., 1997), the question of the dependence of the melt temperature rise on the reference frame is still being challenged, e.g. Campbell etal. (2001, 2008). In this work we develop a finite-volume CFD code allowing for the three-dimensional simulation of the flow and temperature rise in both reference frames. The question of frame invariance is addressed by simulating the flow of a Newtonian-like polycarbonate both in a two-dimensional cross-section of a single-screw extruder and in a three-dimensional model with two full turns of the screw. Our results show that the kinematics and the melt temperature rise are equal for screw- and barrel-rotation and thus independent of the reference frame. Furthermore, the presence of a clearance flow has a negligible influence on the temperature rise. Note de contenu : - THEORY : Viscous dissipation - Conservation laws - Single-screw extruder modeling - Fluid rheology - Numerical methodology - RESULTS AND DISCUSSION : Two-dimensional cross-section - Three-dimensional simulations DOI : 10.3139/217.2753 En ligne : https://drive.google.com/file/d/14AAGUen3zbK5mQAMOg9aAxXeKRdvNpzK/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=19892 [article]

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Improving film die flow uniformity using optimization methods coupled with finite element computational fluid dynamics (CFD) analysis / Patrick C. Lee in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. XXX, N° 1 (03/2015)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. XXX, N° 1 (03/2015) . - p. 51-62 Titre : Improving film die flow uniformity using optimization methods coupled with finite element computational fluid dynamics (CFD) analysis Type de document : texte imprimé Auteurs : Patrick C. Lee, Auteur ; L. Dietsche, Auteur ; Joseph Dooley, Auteur ; S. Parashar, Auteur Année de publication : 2015 Article en page(s) : p. 51-62 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Dynamique des fluides computationnelle Eléments finis, Méthode des Modélisation tridimensionnelle Polymères Rhéologie Index. décimale : 668.9 Polymères Résumé : The aim of this study was to evaluate various optimization strategies to be used with computational fluid dynamics (CFD), in order to optimize the geometry for a polymer die to meet the dual objectives of uniform flow at the exit with minimal pressure drop. 3D finite element simulations using the numerically optimized geometry predict a more uniform flow than simulations using the baseline geometry. However, some of the initial optimized results yielded die geometries that would be impractical to fabricate. Additional constraints were placed on the allowable geometric parameters and solution space to push the optimization towards more feasible optimal solutions. Thus we have shown how CFD-based optimization methods, coupled with knowledge of die design technology and fabrication techniques can lead to the design of better performing polymer dies. Note de contenu : - GOVERNING EQUATIONS - RHEOLOGY - SIMULATION SETUP : Geometry and computational grid - Boundary conditions - Output parameters and objective functions - Base case - Original geometry - OPTIMIZATION METHODS AND RESULTS : Three-parameter case - Eight-parameter case - 12-parameter case DOI : 10.3139/217.2887 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1gdU9tEPGqgADp2N-mcn4FHE7uV_O8MB2/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=23422 [article]

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