Page 62 - 《橡塑技术与装备》2025年11期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

多位于桨叶背侧区域。随着混合过程的持续推进，桨 该软件具备良好的仿真准确性和实用性，为立式
叶对物料持续施加剪切与挤压作用，流场中的大部分 捏合机的工艺优化和设计改进提供了有效的数值分析
区域逐渐呈现出较高的压力分布，表明局部流体压力 工具。未来工作将进一步拓展模型，结合温度场和多
在动态作用下逐步升高。 物理场耦合，提高仿真模型的全面性和适用性。

4 结论 参考文献 ：
[1] 王正方，翟瑞清 . 立式捏合机搅拌桨的设计 [J]. 固体火箭技术，
本文针对立式捏合机流场仿真过程中存在的操作
1993,(01):65-69.
复杂、流程繁琐等问题，开发了一款自主仿真软件， [2] 梁建，朱剑波，段丽华，等 . 立式捏合机桨叶结构与桨叶
采用 C++ 语言，利用 OpenGL 构建仿真模型，结合 变形量的 CFD 仿真 [J]. 固体火箭技术，2018,41(06):745-
749+753.
Qt 设计用户交互界面。实现了桨叶几何模型的构建、
[3] 雷宁，薛春珍，闫大庆 . 国外固体推进剂装药工艺安全性技术
流体域的动态提取以及速度场和压力场的数值模拟。
[J]. 飞航导弹，2017,(03):90-94.
软件采用幂律模型修正物料的有效黏度，通过预 [4] 周鑫聪，刘晓婧 . 浅谈国外发动机冷却水流动 CFD 研究现状
测速度 - 压力修正的迭代算法求解流场，并在每个时 [J]. 中小企业科技，2007,(06):191-192.
[5] 翟建华 . 计算流体力学 (CFD) 的通用软件 [J]. 河北科技大学
间步长内动态更新流体域，确保桨叶运动与流场变化
学报，2005,(02):160-165.
的耦合一致性。仿真结果显示，桨叶在搅拌过程中对 [6] 李新亮，傅德薰，马延文，等 . 高精度计算流体力学软
物料的挤压和推动作用明显，物料在迎料侧产生较高 件 Hoam-OpenCFD 开发 [J]. 科研信息化技术与应用，
2010,1(01):53-59.
的速度和压力，且空心桨由于较高的转速展现出更强
[7] 何泳 . 十沣啃下 .CAE 核心技术 “ 硬骨头 ”[N]. 深圳特区报，
的混合能力 ；桨叶背侧则形成负压区，随着搅拌的持 2023-08-25(A05).
续，流场整体压力逐步升高。

Research on the viscous correction calculation simulation method for
the material flow field of vertical kneading machines

1
2
Li Bingxu , Li Bin , Zhang Bing 1*
(1. Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China;
2. Hubei Aerospace Chemical Technology Research Institute, Xiangyang 441000, Hubei, China)

Abstract: In response to the issues of complex modeling and low computational efficiency in the flow field
simulation of traditional CFD software for vertical kneading machines, a specialized simulation method based
on dynamic grid technology is proposed, and a corresponding simulation software system is independently
developed. The system adopts a C++/Qt framework and constructs hexahedral grids based on OpenGL. It
innovatively employs a row-by-row scanning method to extract the fluid domain in real time, utilizes a power-
law model to correct the effective viscosity of materials, and solves the flow field through an iterative algorithm
that predicts velocity-pressure correction. The validation of the software using a 30 L vertical kneading
machine instance demonstrates that it can accurately simulate the material flow field characteristics under
the coupled motion of blade rotation and revolution. The simulation results align well with the actual situation,
providing effective analytical tool support for vertical kneading machine manufacturing enterprises.
Key words: vertical kneading machine; flow field; viscosity correction

（R-03）

·18· 第 51 卷 第 11 期