مدل سازی و شبیه سازی بلورینگی در نانوچندسازه برپایه پلی پروپیلن/ گرافن در فرایند قالب گیری تزریقی

Abstract

برای تعیین بلورینگی در یک نانو چند سازه، استفاده از مدل چند مقیاسی که در آن دمای ماکروسکوپی و میکروسکوپی و ریخت بلور با یکدیگر در ارتباط هستند، بسیار با اهمیت است. هدف از این پژوهش، ارایه یک مدل چند مقیاسی و یک روش محاسباتی چند مقیاسی برای شبیه‌سازی بلوری شدن هنگام سرد شدن درپلی پروپیلن و نانوچندسازه برپایه پلی پروپیلن/گرافن است. بر اساس مدل چند مقیاسی، یک الگوریتم از ترکیب روش حجم محدود با روش رنگ‌آمیزی پیکسلی ارایه‌شده است. روش حجم محدود در شبکه درشت برای محاسبه دمای ماکروسکوپی مورداستفاده قرارگرفته است و روش رنگ‌آمیزی پیکسلی برروی شبکه ریز برای یافتن ریخت بلورها مورد استفاده قرارگرفته است. هم چنین نقش سرعت سرد کردن بررسی‌شده است. در مقایسه بین پلیمر خالص و نانوچندسازه مشاهده می شود که با افزودن نانوذره، بلورها در مدت زمان کمتری تشکیل شده و گرافن به عنوان مکان هسته گذاری در هسته عمل کرده است. هم چنین مشخص گردید که ناحیه شبه هم دما در هسته افزایش بیشتری می یابد، این ناحیه نشان دهنده گرمای نهان آزاد شده بلورینگی است. گرمای نهان آزادشده در نانوچندسازه در زمان کمتری اتفاق می افتد. این نخستین بار است که از یک مدل ترکیبی چند مقیاسی با الگوریتم چند مقیاسی برای بلوری شدن نانوچندسازه استفاده ‌شده است.