本課題的內(nèi)容主要圍繞聚合物凝膠溶脹的非平衡態(tài)熱力學(xué)理論模型展開,并針對(duì)凝膠在溶脹和退溶脹過程中模量隨高分子體積分?jǐn)?shù)變化的標(biāo)度律加以修正,利用開源有限元平臺(tái)結(jié)合上述理論研究了一些有趣的凝膠溶脹現(xiàn)象。對(duì)于化學(xué)凝膠溶脹的非平衡態(tài)熱力學(xué)理論,回顧介紹了經(jīng)典的化學(xué)凝膠溶脹理論,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出有限元建模的控制方程,并在開源平臺(tái)FEniCS上實(shí)現(xiàn)了凝膠溶脹仿真程序。其次,本課題還將最近發(fā)表的水凝膠溶脹與退溶脹過程中的標(biāo)度律擴(kuò)展到描述復(fù)雜構(gòu)型凝膠結(jié)構(gòu)在力化學(xué)耦合作用下行為的連續(xù)介質(zhì)場論,并進(jìn)行了有限元實(shí)現(xiàn)。將開源有限元平臺(tái)FEniCS應(yīng)用于研究上述化學(xué)凝膠溶脹的非平衡態(tài)熱力學(xué)理論,利用上述推導(dǎo)出有限元建模的控制方程建立相關(guān)的FEniCS化學(xué)凝膠溶脹模型,并在上述程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用:將標(biāo)度律修正的水凝膠場論應(yīng)用到化學(xué)凝膠溶脹FEniCS二維模型中,與經(jīng)典Flory-Huggins理論以及COMSOL模型的結(jié)果進(jìn)行比較;結(jié)合FEniCS建模研究水凝膠薄膜溶脹過程中的起皺現(xiàn)象;結(jié)合FEniCS建模研究不對(duì)稱截面化學(xué)凝膠長條溶脹動(dòng)力學(xué)行為。FEniCS非常適合處理多物理場耦合的有限元問題,相比商用軟件...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

圖2-1力學(xué)性能增強(qiáng)的工程水凝膠：人們?cè)诟倪M(jìn)水凝膠的機(jī)械性能以及使其剪切變薄、自愈和響應(yīng)性方面取得了進(jìn)展，還開發(fā)了技術(shù)來控制水凝膠的形狀和結(jié)構(gòu)[30]

圖2-2水凝膠的交聯(lián)方式[30]

圖2-3水凝膠的分類(4)根據(jù)水凝膠聚合物網(wǎng)絡(luò)的孔徑大小分類

圖2-4單體在引發(fā)劑和交聯(lián)劑作用下形成聚合物網(wǎng)絡(luò)[67]

本文編號(hào)：3889124