本课题来源于国家自然科学基金“树脂在双尺度多孔纤维预制体中的非饱和渗流机理与数值模拟研究”项目编号为:51073125　　 复合材料液态模塑工艺(LCM)是一种适合于制造大型复杂复合材料构件的低成本复合材料制造技术，在飞机、舰船等复合材料关键构件的制造中起着重要作用，合理选择工艺参数和优化模具设计是获得高质量制品的关键。通过反复试验来优化LCM工艺参数的方法，不仅成本很高，而且耗费时间，因此LCM模具填充过程中的数值模拟对优化模具设计和工艺参数变得不可缺少。复合材料制造工业中大量采用的增强材料是由纤维束编织、缝合或针织的有向纤维织物，纤维束之间的孔隙远远大于纤维束内单根纤维之间的孔隙，因此这种纤维织物可以人为的认为是双尺度多孔介质。树脂在双尺度多孔纤维预制体中流动时，首先流向纤维束之间孔隙较大的地方，然后再流向孔隙较小的纤维束内部，因此流动前沿的上游附近将会出现半饱和区域，即树脂在双尺度多孔纤维介质中的充模是一种非饱和流动过程。　　 本文基于含有“沉浸项”的非饱和流动数学模型，采用控制体/有限元方法，对恒压下树脂在双尺度多孔纤维介质中的径向流动进行了数值模拟分析，研究了控制方程算法，编写了计算程序，通过实例计算得到了流动前沿达到不同位置时的压力分布与饱和度分布，并与在单尺度多孔介质中的流动情况做了对比。　　 本文的主要工作和成果如下:　　 1、简单的介绍了有限元方法的基本理论以及一维线性单元和二维三角形单元和矩形单元的插值函数，并且介绍了将二维三角形单元转化为平面上标准三角形的算法和思想。　　 2、用体积均匀化方法给出了双尺度多孔介质下全局流动的压力控制方程和局部流动的压力控制方程，并且在数学上推导出了沉浸函数的表达式。　　 3、本文的重点是模拟二维恒压条件下树脂在圆盘形模具中的充模过程，并且利用有限元法求解树脂任意时刻的压力分布，用控制体法追踪树脂任意时刻的流动前沿位置和树脂的饱和度分布，编制了基于控制体有限元法的MATLAB程序并且和单尺度多孔介质进行了对比。　　 4、本文的研究结果表明:在双尺度多孔介质中，树脂流过区域临近流动前沿附近存在半饱和区，且半饱和区的位置随着流动前沿的移动而移动，但是宽度基本保持不变;流动前沿半径相同时，双尺度多孔介质中流场压力分布比在单尺度多孔介质中要小。