CN112084723B - 光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施方式提供一种光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法及装置，属于光纤预制棒技术领域。方法包括：获取光纤预制棒的几何参数及材料参数；依据几何参数构建光纤预制棒的几何仿真模型；依据材料参数对光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算；响应于选择指令，依据选择指令对计算结果进行可视化处理。本发明基于光纤预制棒几何模型对光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算，得到光纤预制棒在拉伸工艺过程中的流体速度分布、温度分布、压力分布、空间点颈缩量、拉伸后棒径值等参数并可选择地进行可视化，为光纤预制棒一次拉伸工艺参数优化提供了支持，有效降低了现场试验成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及光纤预制棒技术领域，具体地涉及一种光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法及一种光纤预制棒一次拉伸工艺仿真装置。
背景技术
光纤预制棒是用于拉制光纤且其径向折射率分布符合光纤通信传输要求的具有芯和包层结构的石英玻璃棒，由光纤预制棒母棒经过一次拉伸、沉积、烧结等工艺制成。
光纤预制棒制造对其生产工艺及技术要求极高，资金投入量大，由于光纤生产包含复杂的物理和化学反应过程，具有时间长(从开始生产到最终成品检验需要经过近20个生产工序，平均每根产品需要2周生产时间)、工序多、不可逆转、控制程序一致性强、设备稳定性要求高等特点，且产品质量无法在过程中直接获取，必须在拉丝制成光纤后才能得到最终验证，根据成型光纤质量对工艺参数进行调整，从而导致工艺参数调整效率低。
发明内容
本发明实施方式的目的是通过对光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合模拟计算，以解决现有技术中必须在光纤预制棒拉丝成型后才能对光纤质量进行验证，导致工艺参数调整效率低的问题。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供一种光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法，包括：
获取光纤预制棒的几何参数及材料参数；
依据所述几何参数构建所述光纤预制棒的几何仿真模型；
基于所述几何仿真模型，依据所述材料参数对所述光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算；
响应于选择指令，依据所述选择指令对计算结果进行可视化处理。
可选地，所述几何参数包括光纤预制棒的母棒棒径、光纤预制棒的棒长、光纤预制棒的高温区位置以及监测点，所述依据所述几何参数构建所述光纤预制棒的几何仿真模型，包括：
依据所述光纤预制棒的母棒棒径及所述光纤预制棒的棒长构建表征所述光纤预制棒结构的第一几何模型；
依据所述光纤预制棒的高温区位置构建表征所述光纤预制棒的高温区结构的第二几何模型；
确定所述监测点在所述光纤预制棒的高温区中的位置；
依据所述第一几何模型、所述第二几何模型及所述监测点构建所述光纤预制棒的几何仿真模型。
可选地，所述材料参数，包括：
光纤预制棒母棒的材料密度、动力粘度、导热系数、比热率、恒压热容、表面张力系数及泊松比。
可选地，所述物理场包括层流场、流体传热场及固体传热场，所述基于所述几何仿真模型，依据所述材料参数对所述光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算，包括：
确定所述物理场的接口参数，所述物理场的接口参数包括求解变量、初始值及边界条件；
对所述几何仿真模型进行网格划分，依据所述材料参数对进行网格划分后的几何仿真模型各物理场进行耦合瞬态模拟计算，得到各物理场的求解变量的数据集。
可选地，所述响应于选择指令，依据所述选择指令对计算结果进行可视化处理，包括：
响应于选择指令，对与所述选择指令对应的求解变量的数据集进行可视化处理。
可选地，所述层流场的计算模型为：
其中，μ为动力粘度，ρ为光纤预制棒母棒的材料密度，u为速度。
可选地，所述流体传热场的计算模型为：
其中，cp为当前压力下的恒压热容，λ为热导率，T为温度， 均为常数。
可选地，所述动力粘度计算模型为：
其中c1，c2为常数，T为温度。
在本发明的第二方面，提供一种光纤预制棒一次拉伸工艺仿真装置，包括：
数据采集模块，被配置为获取光纤预制棒的几何参数及材料参数；
模型建立模块，被配置为依据所述几何参数构建所述光纤预制棒的几何仿真模型；
计算模块，被配置为基于所述几何仿真模型，依据所述材料参数对所述光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算；
显示模块，被配置为响应于选择指令，依据所述选择指令对计算结果进行可视化处理。
在本发明的第三方面，提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法。
本发明上述技术方案通过对光纤预制棒建立几何模型，基于该几何模型对光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算，从而得到光纤预制棒在拉伸工艺过程中的流体速度分布、温度分布、压力分布、空间点颈缩量、拉伸后棒径值等参数，为光纤预制棒一次拉伸工艺参数优化提供了支持，通过对得到的参数进行可选择地可视化处理，使得不同的工作人员能根据需要选择对应的工艺参数进行可视化仿真，能更准确地获取参数间关系及调整参数如何影响工艺结果等信息，有效提高了工作效率。同时通过本发明的仿真方法能有效降低现场试验成本，并更直观地体现加工过程，降低人为误操作风险、减少材料和能源耗费、提高产品生产效率及成品率。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本发明优选实施方式提供的光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法的方法流程图；
图2是本发明优选实施方式提供的动力粘度与温度的关系曲线图；
图3是本发明优选实施方式提供的导热系数与温度的关系曲线图；
图4是本发明优选实施方式提供的恒压热容与温度的关系曲线图；
图5是本发明优选实施方式提供的送料速度与时间的关系曲线图；
图6是本发明优选实施方式提供的拉伸速度与时间的关系曲线图；
图7是本发明优选实施方式提供的加热温度与时间的关系曲线图；
图8是本发明优选实施方式提供的光纤预制棒一次拉伸工艺仿真装置的示意框图；
图9是本发明优选实施方式提供的终端设备示意图。
附图标记说明
10-终端设备，100-处理器，101-存储器，102-计算机程序，201-数据采集模块，202-模型建立模块，203-计算模块，204-显示模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，在本实施方式的第一方面，提供一种光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法，包括：
S100、获取光纤预制棒的几何参数及材料参数；
S200、依据几何参数构建光纤预制棒的几何仿真模型；
S300、基于几何仿真模型，依据材料参数对光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算；
S400、响应于选择指令，依据选择指令对计算结果进行可视化处理。
如此，本实施方式通过对光纤预制棒建立几何模型，基于该几何模型对光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算，从而得到光纤预制棒在拉伸工艺过程中的流体速度分布、温度分布、压力分布、空间点颈缩量、拉伸后棒径值等参数，为光纤预制棒一次拉伸工艺参数优化提供了支持，通过对得到的参数进行可选择的可视化处理，使得不同的工作人员能根据需要选择对应的工艺参数进行可视化仿真，能更准确地获取参数间关系及调整参数如何影响工艺结果等信息，有效提高了工作效率。同时通过本实施方式的仿真方法能有效降低现场试验成本，并更直观地体现加工过程，降低人为误操作风险、减少材料和能源耗费、提高产品生产效率及成品率。
本实施方式的仿真方法基于comsol软件实施，以解决流程行业存在的诸多共性问题，如包含复杂的物理和化学反应、生产周期长工序多、生产流程不可逆转、现场试验耗费大量人力物力、产品质量无法在生产过程中直接获取等。利用COMSOL Multiphysics 5.5软件对光纤预制棒一次拉伸工艺过程进行仿真，基于热传导、热辐射、流体动力学等模型及模块的耦合模拟光纤预制棒拉制过程，通过COMSOL Multiphysics 5.5与MATLAB解决多物理场耦合问题中出现的循环场问题，获得满意的仿真结果后，将仿真结果进行可视化，从而能直观地体现光纤预制棒加工过程。
在步骤S100中，光纤预制棒的几何参数，包括光纤预制棒的母棒棒径、光纤预制棒的棒长、光纤预制棒的高温区位置以及监测点；光纤预制棒的材料参数，包括光纤预制棒母棒的材料密度、动力粘度、导热系数与温度关系曲线、比热率、恒压热容与温度关系曲线、表面张力系数及泊松比，以及高温石墨炉的密度、肖氏硬度、抗折强度、抗压强度、弹性模量、热膨胀系数、热导率、电阻率等。上述参数可依据光纤预制棒的实际加工数据预先定义并存储。参见图2，动力粘度模型应用和温度相关的VFT关系式，涉及温度为20-2500℃，具体关系式为：参见图3，导热系数与温度关系表达式为：/>参见图4，恒压热容与温度关系表达式为：/>其中c1，c2，/>均为常数，T为温度。
由于光纤预制棒为整体呈较为规则的轴对称柱体，为了减少仿真时间，可以将原本为三维模型的工艺问题简化为二维轴对称问题，例如，在进行建模之前，通过COMSOLMultiphysics 5.5新建模型并选择“模型”为瞬态研究。确定光纤预制棒拉伸工艺中需要研究的过程主要为高温石墨炉热辐射加热、玻璃棒体的运动和棒体中的热流动，即，需要计算的参数有：流体中的速度场、压力场分布和温度场分布，因此预定义固体传热、层流、流体传热模块进入模型开发器。在步骤S200中，设定光纤预制棒母棒平均棒径为120mm、棒长为886.34mm，构建表征光纤预制棒结构的第一几何模型；考虑到棒体加工过程中的移动可以视为高温区的相对运动，将高温区设置覆盖了自下而上共800mm的棒体范围，构建表征光纤预制棒的高温区结构的第二几何模型，并选取n个特别监测点用于后处理阶段查看模拟计算结束后各重要参数在这些点的分布以及变化情况。依据上述设定构建所有几何对象并形成几何联合体，从而生成光纤预制棒的几何仿真模型。同时，定义边界坐标系，设定第一切向创建依据全局笛卡尔空间，所考虑的流变成形过程的数值模拟需要应对连续体的强烈变形，解决该问题的关键方法基于更新底层网格的边界追踪技术，因此，该问题需要通过动网格中的移动网格(ALE)模块解决，该模块基于任意欧拉-拉格朗日描述，允许边界移动而无需网格跟随材料。构建光纤预制棒的几何仿真模型后，确定ALE模块对应的变形作用域为光纤预制棒母棒棒体包含的所有区域。
步骤S300中，基于几何仿真模型，依据材料参数对光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算，包括：
确定物理场的接口参数，物理场的接口参数包括求解变量、初始值及边界条件；
对几何仿真模型进行网格划分，依据材料参数对进行网格划分后的几何仿真模型各物理场进行耦合瞬态模拟计算，得到各物理场的求解变量的数据集。
首先定义重要物理场接口，主要包含层流、流体传热、固体传热、非等温流动等物理场，以及确定物理场的接口参数，如求解变量、初始值及边界条件等。
其次，设定层流性质为含有自由边界，即开放边界，切向总应力为0的对称薄层的不可压缩牛顿流体，其中薄层表示壁厚远小于成型区长度，因此，对预制棒母棒整体作为作用域，采用包含重力的Trouton模型，遵循不可压缩牛顿流体的Navier-Stokes方程： 其中μ为动力粘度，ρ为密度，u为流体速度场，包含水平方向和竖直方向上的速度分量；设置重力加速度为垂直向下方向，大小为-g_const[m/s2]。在预制棒拉伸过程中，预制棒母棒上端向下送入热区及下端向下拉离热区，因此，拉伸过程采用Navier壁滑移的形式表现，送料速度和拉伸速度均为流体速度场的竖直方向分量，且分别设置为移动壁1速度V_feed(t[1/s])[mm/min]和移动壁2速度V_draw(t[1/s])[mm/min]；送料速度与时间的关系及拉伸速度与时间的关系分别参照图5及图6。考虑表面张力问题，需要设置外部流体界面，例如，在comsol中选择“在动量方程中包含表面张力”，同时，定义表面张力系数为0.3[N/m]，作用边界为预制棒母棒所有侧向外表面，同时，建立光纤预制棒的壁-流体界面，选取上下表面和侧面交界区域作为接触界面，设定接触角为pi/2[rad]。
设定流体传热模型应用热传递方程，将玻璃管内的热流动用不可压缩流体的能量方程来描述：其中，cp为当前压力下的恒压热容，λ为热导率，u为流体速度场，T为预制棒表面温度，/> 均为常数。棒体初始温度即环境温度，本实施方式设定为室温293.15[K]，而处于高温石墨炉中的部分初始温度设定为2000[K]，温度具体设定值根据高温区温度分布实际情况确定；上下端面设置为热绝缘，高温区之外的棒体部分以对流热通量的形式与环境产生热交换，满足公式：q0＝h·(Text-T)，其中，传热系数h设为5[W/(m2·K)]，Text为外部温度，T为预制棒表面温度；所有侧向外表面都有表面对环境辐射效应，设定表面辐射率为0.3。
固体传热模块中，高温炉的加热过程为热辐射，根据斯特藩-玻尔兹曼定律(Stefan-Boltzmann law)，一个黑体表面单位面积在单位时间内辐射出的总功率(称为物体的辐射度或能量通量密度)与黑体本身的热力学温度(又称绝对温度)的四次方成正比，通过设置自由边界的温度梯度可以将其设置如下：其中n为向内法向量，ε为表面发射率，σ为Stefan-Boltzmann常数，Theat为热区温度，T为预制棒表面温度，加热温度与时间的关系参照图7。
由于光纤预制棒一次拉伸工艺为超大尺寸塑性形变过程，因此即使设置了ALE动网格也仍旧可能出现物理场耦合时的一些问题，本实施方式通过COMSOL Multiphysics5.5及MATLAB解决流体结构场和流体热场循环耦合问题。主要步骤如下：①分别建立流体热环境和流体结构物理环境；②在热环境中计算预热阶段的棒体温度场；③在结构物理环境中读入温度场结果，计算棒体产生的形变和速度变化等；④定义第一个拉伸步骤内的边界条件和求解选项设置，其中，边界条件包括速度、位移等；⑤计算拉伸结果并进行棒体结构调整；⑥在热环境中重新计算结构调整后的温度场分布；⑦进入下个拉伸步骤，同时进入拉伸循环中；⑧重复多个拉伸循环步骤，直至读入第n-1个拉伸步骤中的温度场结果，定义第n个步骤中的边界条件和求解选项设置；⑨拉伸计算并调整结构，在热环境中重新计算结构调整后的温度场；⑩拉伸循环结束，进入后处理模块。
在本实施方式中，将网络设置为“用户控制网络”，并对网络单元大小校准为“流体动力学”，预定义为“较粗化”网格，最大单元大小、最小单元大小、最大单元增长率、曲率因子和狭窄区域分辨率分别设置为5.22mm、0.24mm、1.25、0.6和1；网络主体为自由四边形网格，对跨移除的控制实体进行平滑，迭代次数和要处理的最大单元深度均为8；为了细致展现流体边界结构，分别设置边界层属性，边界层数、边界层拉伸因子和厚度调节因子分别为8、1.2和1，第一层厚度设为“自动”。同时，对求解器进行配置，包含编译方程、因变量设定、瞬态求解器求解参数设置等。瞬态求解器研究设置中时间单位为s，考虑将仿真初期时间段细化，中后期时间段粗化，本实施方式将时间步设置为range(0,0.1,20)range(20,2,1500)，其中，时间步的三个参数依次为初始时间节点、时间间隔、结束时间节点，将层流、流体传热、固体传热和动网格放入求解物理场中，并在非等温流动的多物理场耦合模块中求解，从而得到各求解变量的数据集。
得到各求解变量的数据集后，需对求解结果进行后处理，以便于对数据进行观测，因此，在步骤S400中，响应于选择指令，依据选择指令对计算结果进行可视化处理，包括：
响应于选择指令，对与选择指令对应的求解变量的数据集进行可视化处理。
本实施方式通过COMSOL Multiphysics 5.5内置的APP模型开发器将仿真过程抽取为可视化较强、操作更为简洁直观、参数调整灵活、后处理结果集中展示的APP操作界面。用户可通过APP操作界面选择不同的数据集，从而根据需要获取对应的可视化结果，包括：棒体各点流速分布、棒体温度变化情况、棒体各点压力分布、棒体各点在拉伸过程中产生的空间径向位移、棒体各点拉伸结束后的棒径值、选取指定点在拉伸过程中的棒径变化等。如此，光纤预制棒设计、生产的不同工作人员能够根据计算结果选择自己关注的参数进行仿真，而无需对光纤预制棒所有参数进行仿真，有效的简化了仿真过程，提高了工作效率。
如图8所示，在本发明的第二方面，提供一种光纤预制棒一次拉伸工艺仿真装置，包括：
数据采集模块201，被配置为获取光纤预制棒的几何参数及材料参数；
模型建立模块202，被配置为依据几何参数构建光纤预制棒的几何仿真模型；
计算模块203，被配置为基于几何仿真模型，依据材料参数对光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算；
显示模块204，被配置为响应于选择指令，依据选择指令对计算结果进行可视化处理。
如图9所示，在本发明的第三方面，提供一种终端设备10，包括处理器100、存储器101以及存储在存储器101中并可在处理器上运行的计算机程序102，处理器100执行计算机程序102时实现上述的光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法，或者，处理器100执行计算机程序102时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，计算机程序102可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器101中，并由处理器100执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序102在终端设备10中的执行过程。例如，计算机程序102可以被分割成数据采集模块201、模型建立模块202、计算模块203及显示模块204。
终端设备10可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是终端设备10的示例，并不构成对终端设备10的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器100可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器101可以是终端设备10的内部存储单元，例如终端设备10的硬盘或内存。存储器101也可以是终端设备10的外部存储设备，例如终端设备10上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器101还可以既包括终端设备10的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器101用于存储计算机程序以及终端设备10所需的其他程序和数据。存储器101还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
综上，本实施方式通过对光纤预制棒建立几何模型，基于该几何模型对光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算，从而得到光纤预制棒在拉伸工艺过程中的流体速度分布、温度分布、压力分布、空间点颈缩量、拉伸后棒径值等参数，为光纤预制棒一次拉伸工艺参数优化提供了支持，通过APP界面整合了模拟过程中的重要参数与步骤设置以及后处理结果图等，整体操作简单方便，大大缩减了现场试验人力物力成本。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。
Claims (7)
1.一种光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法，其特征在于，包括：
获取光纤预制棒的几何参数及材料参数；
依据所述几何参数构建所述光纤预制棒的几何仿真模型；
基于所述几何仿真模型，依据所述材料参数对所述光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算；
响应于选择指令，依据所述选择指令对计算结果进行可视化处理；
所述物理场包括层流场、流体传热场及固体传热场，所述基于所述几何仿真模型，依据所述材料参数对所述光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算，包括：
确定所述物理场的接口参数，所述物理场的接口参数包括求解变量、初始值及边界条件；
对所述几何仿真模型进行网格划分，依据所述材料参数对进行网格划分后的几何仿真模型各物理场进行耦合瞬态模拟计算，得到各物理场的求解变量的数据集；
所述层流场的计算模型为：
其中，μ为动力粘度，ρ为光纤预制棒母棒的材料密度，u为速度；
所述动力粘度的计算模型为：
其中c1，c2为常数，T为温度。
2.根据权利要求1所述的光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法，其特征在于，所述几何参数包括光纤预制棒的母棒棒径、光纤预制棒的棒长、光纤预制棒的高温区位置以及监测点，所述依据所述几何参数构建所述光纤预制棒的几何仿真模型，包括：
依据所述光纤预制棒的母棒棒径及所述光纤预制棒的棒长构建表征所述光纤预制棒结构的第一几何模型；
依据所述光纤预制棒的高温区位置构建表征所述光纤预制棒的高温区结构的第二几何模型；
确定所述监测点在所述光纤预制棒的高温区中的位置；
依据所述第一几何模型、所述第二几何模型及所述监测点构建所述光纤预制棒的几何仿真模型。
3.根据权利要求1所述的光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法，其特征在于，所述材料参数，包括：
光纤预制棒母棒的材料密度、动力粘度、导热系数、比热率、恒压热容、表面张力系数及泊松比。
4.根据权利要求1所述的光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法，其特征在于，所述响应于选择指令，依据所述选择指令对计算结果进行可视化处理，包括：
响应于选择指令，对与所述选择指令对应的求解变量的数据集进行可视化处理。
5.根据权利要求1所述的光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法，其特征在于，所述流体传热场的计算模型为：
其中，cp为当前压力下的恒压热容，λ为热导率，T为温度， 均为常数。
6.一种光纤预制棒一次拉伸工艺仿真装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，被配置为获取光纤预制棒的几何参数及材料参数；
模型建立模块，被配置为依据所述几何参数构建所述光纤预制棒的几何仿真模型；
计算模块，被配置为基于所述几何仿真模型，依据所述材料参数对所述光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算；
显示模块，被配置为响应于选择指令，依据所述选择指令对计算结果进行可视化处理；
所述物理场包括层流场、流体传热场及固体传热场，所述基于所述几何仿真模型，依据所述材料参数对所述光纤预制棒的一次拉伸工艺中各物理场进行耦合瞬态模拟计算，包括：
确定所述物理场的接口参数，所述物理场的接口参数包括求解变量、初始值及边界条件；
对所述几何仿真模型进行网格划分，依据所述材料参数对进行网格划分后的几何仿真模型各物理场进行耦合瞬态模拟计算，得到各物理场的求解变量的数据集；
所述层流场的计算模型为：
其中，μ为动力粘度，ρ为光纤预制棒母棒的材料密度，u为速度；
所述动力粘度的计算模型为：
其中c1，c2为常数，T为温度。
7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～5中任一项权利要求所述的光纤预制棒一次拉伸工艺仿真方法。
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| Modeling the resin flow and numerical simulation of the filling stage for vacuum-assisted resin infusion process;Bo Yang等;《SAGE》;正文第2-6页 * |
| 刘德强.边孔型保偏光纤的设计及特性研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》.2018,正文第2-4章. * |
| 边孔型保偏光纤的设计及特性研究;刘德强;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;正文第2-4章 * |
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