Моделирование волокна

Моделирование волокон — это раздел механики , который занимается моделированием динамики и реологии волокон , то есть частиц с большим соотношением сторон длины и диаметра. Моделирование волокон используется для лучшего понимания производственных процессов, включая волокна (текстильная и бумажная промышленность). ^{[ 1 ]}), биологические системы ^{[ 2 ]} или компьютерная графика. ^{[ 3 ]}

Моделирование волокон

Многие модели, используемые для моделирования волокон, были разработаны исследователями в области реологии . С реологической точки зрения суспензии волокон представляют собой неньютоновские жидкости и могут проявлять нормальные различия в напряжениях.

Методы моделирования

В ранних моделях волокон использовались частицы, которые представляли собой жесткие стержни или вытянутые сфероиды которых , уравнения движения имели аналитические решения. Более поздние модели способны представлять гибкие волокна. Модели в значительной степени опираются на механики сплошных сред. концепции ^{[ 4 ]} а используемые численные методы имеют некоторое сходство с теми, которые используются в молекулярной динамике или в динамике систем многих тел.

Использование компьютеров значительно облегчает решение задач моделирования волокон. Сложность моделирования возникает из-за того, что система имеет большое количество степеней свободы , а также из-за многочисленных возможных межчастичных взаимодействий, таких как трение , гидродинамические взаимодействия и другие виды межчастичных сил, таких как коллоидные силы, которые оказывают притяжение или отталкивание. силы.

Ссылки

^ Стоки, Джон М.; Грин, Шелдон И. (1998). «Моделирование движения гибких волокон целлюлозы с использованием метода погруженных границ». Журнал вычислительной физики . 147 (1): 147–165. Бибкод : 1998JCoPh.147..147S . CiteSeerX 10.1.1.33.2125 . дои : 10.1006/jcph.1998.6086 .
^ Дастан, Алиреза; Абуали, Омид; Ахмади, Гударз (2014). «CFD-моделирование общего и регионального отложения волокон в полости носа человека». Журнал аэрозольной науки . 69 : 132–149. Бибкод : 2014JAerS..69..132D . дои : 10.1016/j.jaerosci.2013.12.008 .
^ Уорд, Келли; Бертайлс, Флоренция; Ким, Тэ Ён; Маршнер, Стивен Р.; Кани, Мари-Поль; Линь, Мин К. (2007). «Опрос по моделированию волос: укладка, моделирование и рендеринг». Транзакции IEEE по визуализации и компьютерной графике . 13 (2): 213–234. CiteSeerX 10.1.1.132.1734 . дои : 10.1109/TVCG.2007.30 . ПМИД 17218740 . S2CID 6288895 .
^ Антман, Стюарт С. (2005). Нелинейные задачи упругости . Прикладные математические науки. Спрингер. ISBN 978-0-387-27649-6 .

[1] Стоки, Джон М.; Грин, Шелдон И. (1998). «Моделирование движения гибких волокон целлюлозы с использованием метода погруженных границ». Журнал вычислительной физики . 147 (1): 147–165. Бибкод : 1998JCoPh.147..147S . CiteSeerX 10.1.1.33.2125 . дои : 10.1006/jcph.1998.6086 .

[2] Дастан, Алиреза; Абуали, Омид; Ахмади, Гударз (2014). «CFD-моделирование общего и регионального отложения волокон в полости носа человека». Журнал аэрозольной науки . 69 : 132–149. Бибкод : 2014JAerS..69..132D . дои : 10.1016/j.jaerosci.2013.12.008 .

[3] Уорд, Келли; Бертайлс, Флоренция; Ким, Тэ Ён; Маршнер, Стивен Р.; Кани, Мари-Поль; Линь, Мин К. (2007). «Опрос по моделированию волос: укладка, моделирование и рендеринг». Транзакции IEEE по визуализации и компьютерной графике . 13 (2): 213–234. CiteSeerX 10.1.1.132.1734 . дои : 10.1109/TVCG.2007.30 . ПМИД 17218740 . S2CID 6288895 .

[4] Антман, Стюарт С. (2005). Нелинейные задачи упругости . Прикладные математические науки. Спрингер. ISBN 978-0-387-27649-6 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]