纳米纤维虚拟制造

一、实验名称 : 纳米纤维虚拟制造 纳米纤维虚拟制造 纳米纤维虚拟制造

学时数： 4学时

面向专业：纺织工程、 非织造材料与工程、高分子材料与工程

二、实验目的与要求

根据气泡动力学原理，利用自行编制的软件显示在各种外力作下变 形情况（气泡壁的变化和大分子结构）、爆裂过程及其基本特征、碎片被拉伸过程以及纤维成型和形貌。使学生理解掌握气泡静电纺丝法制造纳米纤维的原理以及形成过程。

三、现有设备及台套数

各种气泡纺设备， Matlab 数学软件 和 Fluent 计算流体力学软件

四、实验内容 、实验内容

一）气泡静电纺
1.1 输入 气泡半径，内外的体压力应用 MATLAB 软件计算气泡的表 面张力 ；
1.2 输入 接收距离，应用 Fluent 软件计算电场分布，再应用流体力学中的 软件计算电场分布，再应用流体力学中的 质量守恒和 MATLAB 计算气泡破裂前的几何形状，确定壁厚度变 化规律；
1.3 应用 Fluent 软件模拟气泡破裂瞬间射流速度；
1.4 应用 Fluent 软件模拟射流运动情况，计算纳米纤维的大小；
1.5 调节参数，可得到纳米多孔材料。
二）气流泡纺
1.1 输入气泡半径，内外的体压力应用 MATLAB 软件计算气泡的表 面张力 ；
1.2 输入外加气源的基本参数，应用 Fluent 软件计算流场分布；
1.3 应用 Fluent 软件模拟气泡破裂瞬间射流速度；
1.4 应用 Fluent 软件模拟射流运动情况，计算纳米纤维的大小 .
三）双接收器
1.1 输入气泡半径，内外的体压力应用 MATLAB 软件计算气泡的表 面张力 ；
1.2 输入 接收距离，和两个器的位置应用 接收距离，和两个器的位置应用 接收距离，和两个器的位置应用 Fluent 软件计算电场分布， 再应用流体力学中的质量守恒和 MATLAB 计算气泡破裂前的几何形状， 确定气泡壁厚度的变化规律；
1.3 应用 Fluent 软件模拟两个接收器的等势线确定纳米纤维取 向。

五、代表性实验结果