柱状物料拉伸中的耦合热力和流体传输

在光纤制造过程中，玻璃的粘度随温度变化剧烈，因此热力传递在纤维几何变形中发挥着重要作用。令人惊讶的是，在准稳态拉丝过程中，由于测量拉力，所施加的热量可以被调整以控制拉力，无需进行温度建模。然而，当拉力未被测量时，需要建立耦合热力和流体模型，以确定实现所需输出所需的输入。在将 preform 拉成纤维的快速过程中，热力对流占主导，导热可被忽略。相比之下，在慢速的 preform 挤出过程中，导热很重要。这意味着必须解耦合的流体和温度模型才能预测 preform 的几何形状。本文推导了包含导热的纤维伸缩流动模型。由于温度导致的粘度变化剧烈，这一问题在标准数值技术下极难求解，我们因此发展了一种新型的有限差分数值求解方法，证明其高度稳健。我们利用该方法表明，导热显著影响设备出口处内部孔洞的尺寸。