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随着新材料和电子技术的快速发展,柔性电子等新型薄膜产品在信息、能源、医疗及印刷领域中得到广泛应用。但在薄膜加工过程中薄膜运动和导向辊旋转会引起黏性空气流动而产生空气夹带现象,夹带空气引起薄膜在连续传输过程中出现诸如漂移、褶皱等故障,严重影响薄膜产品的加工质量和效率。本文以陕西北人FR-300凹版印刷机的导向辊、运动薄膜和它们之间的夹带气体为研究对象,利用计算流体力学方法(CFD)对运动薄膜和导向辊之间夹带气体的流场特性进行分析和研究,以期为薄膜印刷的速度优化和质量控制提供支持。主要研究内容如下: (1)根据空气动力学力学理论及牛顿内摩察定律,类比牛顿平板实验和斯托克斯第一问题,分析了运动薄膜和导向辊之间夹带气体的形成机理,完成了系统理论建模;利用GAMBIT软件完成了导向辊和运动薄膜之间夹带气体流场数值仿真物理模型的建立及网格划分,结合工程实际情况讨论了物理模型的边界条件及初始条件。 (2)研究了薄膜运动引起的夹带气体流场特性。利用FLUENT软件对夹带空气流场进行数值模拟,以流场速度分布、流场流线和入口处空气流量作为夹带气体流场的表征指标,分析讨论了薄膜的印刷速度对夹带气体流场的影响。研究结果表明空气夹带量随薄膜印刷速度增加而增加。 (3)研究了导向辊旋转引起的夹带气体流场特性。利用FLUENT软件对夹带空气流场进行数值模拟,以流场速度分布、流场流线和入口处空气流量作为夹带气体流场的表征指标,分析讨论了导向辊旋转角速度对夹带气体流场的影响。研究结果表明空气夹带量随导向辊旋转角速度增加而增加。 (4)研究了薄膜运动和导向辊旋转引起的耦合夹带气体流场特性。利用FLUENT软件对夹带空气流场进行数值模拟,以流场速度分布、流场流线和入口处空气流量作为夹带气体流场的表征指标,分析讨论了薄膜和导向辊运行速度对夹带气体流场的影响。研究结果表明空气夹带量随薄膜和导向辊运行速度增加而增加,其增长幅度相比于薄膜及导向辊单独运行时增长幅度变大。