고분자물질 용융체가 4각 공동에 하단 입구로부터 진입하는 충전단계에서 자유표면이 전진 이동하는 현상이 수치모사의 기법으로 해석되었다. 수치해석을 위하여 전진이동표면을 다루는 MAC법과 운동방정식을 유한차분화하는 DuFort-Frankel법이 사용되었고, 유체의 점탄성 거동을 조사하기 위하여 Leonov모델을 도입하였으며 Carreau의 점성유체모델의 결과와 비교하였다. 연구의 대상 시료는 저밀도 폴리에틸렌을 선정하여 시간변화에 따른 충전현상을 모사하였다. 고분자물질이 진입하는 과정에서 Gv수와 Ws수가 작은 경우에 jet 흐름 현상이 관찰되는 바 이는 점성력보다는 중력의 역할이 크게 작용하여 전체적인 유동형태가 Fr수보다는 Gv수의 함수임을 보여준다. 또한 전진표면의 거동과 속도에 대한 수치모사의 결과가 실측치와 잘 일치됨을 보여준다.

Numerical simulation of free surface flow phenomena is presented for the system where a polymeric melt flows into a vertical rectangular cavity which has an inlet gate. The numerical technique combines a modified version of marker and cell method with DuFort- Frankel finite difference approximation to the equations of motion. The Leonov model is introduced for the viscoelastic fluid and compared with the Carreau model analysis for inelastic fluid. The low density polyethylene is used as sample material and the free surface profiles of the flow are simulated with time. The jet-like behavior in the flow front of the polymeric melt appears when both the Gravity number and the Weissenberg number are small. The ratio of gravitational to viscous force plays prevailing role than the elastic force itself. Thus the overall flow pattern is mainly a function of the Gravity number than the Froude number as speculated. The numerical predictions of surface profiles and the velocities of the advancing front are in good agreement with the experimental data.