Моделирование волокна - Fiber simulation

Моделирование волокна это филиал механика который занимается моделированием динамика и реология из волокна, т.е. частицы с большим отношением длины к диаметру. Моделирование волокна 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 реология. С реологической точки зрения суспензии волокон неньютоновские жидкости, и может отображать нормальный стресс различия.

Методы моделирования

В ранних моделях волокна использовались частицы, которые были жесткими стержнями или вытянутыми сфероиды, чей уравнения движения есть аналитические решения. Более свежие модели могут представлять гибкие волокна. Модели в значительной степени полагаются на механика сплошной среды концепции[4] и используемые численные методы имеют некоторое сходство с теми, которые используются в молекулярная динамика, или в динамике систем многих тел.

Использование компьютеров значительно облегчает решение задач моделирования волокна. Сложность моделирования возникает из-за системы, имеющей большое количество степени свободы, и из многочисленных возможных межчастичных взаимодействий, таких как трение, гидродинамические взаимодействия и другие виды межчастичных сил, такие как коллоидный силы, которые проявляют силы притяжения или отталкивания.

Рекомендации

  1. ^ Стоки, Джон М .; Грин, Шелдон И. (1998). «Моделирование движения гибких волокон целлюлозы с использованием метода погруженной границы». Журнал вычислительной физики. 147 (1): 147–165. 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 носовых полостях человека». Журнал аэрозольной науки. 69: 132–149. Дои:10.1016 / j.jaerosci.2013.12.008.
  3. ^ Уорд, Келли; Бертейлс, Флоренция; Ким, Тэ Ён; Маршнер, Стивен Р .; Кани, Мари-Поль; Линь, Мин К. (2007). «Обзор моделирования волос: укладка, моделирование и рендеринг». IEEE Transactions по визуализации и компьютерной графике. 13 (2): 213–234. CiteSeerX  10.1.1.132.1734. Дои:10.1109 / TVCG.2007.30.
  4. ^ Антман, Стюарт С. (2005). Нелинейные задачи упругости.. Прикладные математические науки. Springer. ISBN  978-0-387-27649-6.