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Verificación y Validación de openInjMoldSim, un Solucionador de Código Abierto para Modelar la Etapa de Llenado del Moldeo por Inyección de Termoplásticos

Autores: Pedro, João; Ramôa, Bruno; Nóbrega, João Miguel; Fernandes, Célio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Verificación y Validación de openInjMoldSim, un Solucionador de Código Abierto para Modelar la Etapa de Llenado del Moldeo por Inyección de Termoplásticos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Simulación
No isotérmica
Flujo de fluidos no newtonianos
Fundidos de polímeros
Moldeo por inyección de termoplásticos
Método numérico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En el presente estudio, se investiga la simulación del flujo de fluidos no newtonianos no isotérmicos tridimensionales (3D) de fundidos poliméricos. En particular, se estudia numéricamente la etapa de llenado del moldeo por inyección de termoplásticos con un solucionador implementado en la biblioteca computacional de código abierto OpenFOAM(r). El método numérico se basa en un modelo de flujo bifásico compresible, desarrollado siguiendo un esquema de discretización de volumen finito no estructurado centrado en celdas, combinado con una técnica de volumen de fluido (VOF) para la captura de interfaces. Además, se utiliza el modelo Cross-WLF (Williams-Landel-Ferry) para caracterizar el comportamiento reológico de los fundidos poliméricos, y se emplea la ecuación de Tait modificada como la ecuación de estado. Para verificar la implementación numérica, las predicciones del código se comparan primero con soluciones analíticas, para un fluido newtoniano que fluye a través de un canal cilíndrico. Posteriormente, se estudia el proceso de llenado de un fluido no newtoniano (Cross-WLF) en una cavidad rectangular con un inserto cilíndrico y en una muestra de prueba de tracción. Se encuentra que la interfaz del frente de flujo del fundido y los contornos de los campos (presión, velocidad y temperatura) están en buena concordancia con las soluciones de referencia, obtenidas con el software propietario Moldex3D(r). Además, se analiza el esfuerzo computacional, medido por el tiempo de pared transcurrido de las simulaciones, tanto para el software de código abierto como para el propietario, y se encuentra que ambos son similares para el mismo nivel de precisión, cuando se emplean las capacidades de paralelización de OpenFOAM(r).

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