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Parameter Identification of Fiber Orientation Models Based on Direct Fiber Simulation with Smoothed Particle Hydrodynamics

Meyer, Nils ORCID iD icon; Saburow, Oleg; Hohberg, Martin; Hrymak, Andrew N.; Henning, Frank ORCID iD icon; Kärger, Luise ORCID iD icon

Abstract (englisch):

The behavior of fiber suspensions during flow is of fundamental importance to the process simulation of discontinuous fiber reinforced plastics. However, the direct simulation of flexible fibers and fluid poses a challenging two-way coupled fluid-structure interaction problem. Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) offers a natural way to treat such interactions. Hence, this work utilizes SPH and a bead chain model to compute a shear flow of fiber suspensions. The introduction of a novel viscous surface traction term is key to achieve full agreement with Jeffery’s equation. Careful modelling of contact interactions between fibers is introduced to model suspensions in the non-dilute regime. Finally, parameters of the Reduced-Strain Closure (RSC) orientation model are identified using ensemble averages of multiple SPH simulations implemented in PySPH and show good agreement with literature data.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2020
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2504-477X
KITopen-ID: 1000120482
Erschienen in Journal of composites science
Verlag MDPI
Band 4
Heft 2
Seiten 77
Bemerkung zur Veröffentlichung This article belongs to the Special Issue Discontinuous Fiber Composites, Volume II
Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Gefördert vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg (MWK) im Rahmen des Open-Access-Förderprogramms "BW BigDIWA"
Vorab online veröffentlicht am 22.06.2020
Nachgewiesen in Dimensions
OpenAlex
Relationen in KITopen

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000120482
Veröffentlicht am 25.06.2020
Originalveröffentlichung
DOI: 10.3390/jcs4020077
Dimensions
Zitationen: 18
Seitenaufrufe: 332
seit 25.06.2020
Downloads: 269
seit 28.06.2020
Cover der Publikation
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