复合材料液态成型(Liquid Composites Molding,LCM)工艺是近年发展起来的一种高性能、低成本的先进复合材料制造技术。LCM工艺中树脂在增强纤维间的流动被考虑为多孔介质的渗流运动,由于多孔介质复合材料的几何结构与材料分布形态非常复杂,一般只能采用数值方法求解,但如果直接利用有限差分法或有限元法求解,为了达到基本的工程精度要求,剖分网格必须非常细密,这势必造成巨大的计算量,甚至难以求解。多尺度有限元法是近些年来提出的一种有效的多尺度数值计算方法,其基函数是通过满足相应定解问题来构建的,能够反应多孔介质渗流运动的物理实质,无需在小尺度上精确求解就能正确抓住解的大尺度特征,可以克服传统方法的缺点。本文的主要工作和成果如下:1.介绍了多尺度有限元法的基本原理,包括多尺度基函数的构造、基函数的边界条件和多尺度有限元的超样本技术三个方面,给出了用多尺度有限元法求解椭圆型方程的基本方法。然后,引用均匀化理论分别在两种情况下对多尺度有限元法进行误差分析,证明了该方法的有效性,特别是在h＞ε的情况下要优于传统的有限元法。2.本文的重点是建立了LCM工艺中树脂流动的数学模型,将多尺度有限元法与控制体有限元法结合确定了求解模型的数值计算方法,并且编写了树脂流充模过程的计算机数值模拟程序。3.分别用传统的控制体有限元法和多尺度控制体有限元法对树脂充模过程进行数值模拟,并对两种算法的计算结果进行分析比较。通过对不同工艺参数下成型过程的模拟,分析预测了树脂流动轨迹、流动前沿位置和充模时间;模拟了不同压力下树脂的流动过程;研究了不同注射口和出口对成型压力和流动前沿的影响。本文的研究结果验证了算法的可行性,为LCM这种复合材料成型技术奠定了理论基础,为优化成型工艺参数,模具设计以及产品质量控制提出了一种新的算法。