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基础研究是应用研究的先决条件和催化剂,是技术创新的源泉和根本驱动力.作为行业主管机构,中国纺织工业联合会充分认识到基础研究在纺织科技发展中的基石作用,并在《纺织工业“十二五”科技进步纲要》（以下简称《纲要》）中明确指出“基础研究亟待加强”.为了加强对基础研究工作的支持力度,2011年纺织之光科技教育基金会启动了“纺织之光”应用基础研究项目,每年投入大量资金用于奖励相关研究成果.
基础研究往往需要经历从原理到实验室技术实现再到工业化产品的漫长过程,最终才能造就重大创新.作为此次获得一等奖的基础研究项目,“纤维/高速气流两相流体动力学及其应用基础研究”便经历了化茧成蝶的漫长蜕变.该项目由东华大学纺织学院郁崇文教授及其团队潜心研究16年完成,16年磨一剑,为纺织技术创新固本强基.
自上世纪80年代以来,高速气流在纺织行业内逐渐得到广泛应用,但业内对纤维/高速气流两相流体动力学的基础研究还相对薄弱,难以为高速气流技术的纺织应用提供有力的支撑.在这种背景下,项目研究团队于1995年起,在国家自然科学基金委、教育部和上海市等科研计划项目的支持下,围绕纤维/高速气流两相流动力学开展了系统的研究工作.目前,该项目已通过评审验收,研究工作的总体水平达到国际先进,形成了数项自主创新成果,主要表现为以下4个方面.
◆针对纤维/气流两相流动中的刚性圆柱杆和椭圆形颗粒模型无法体现纤维柔性和弹性特征的不足,构建与完善了基于柔弹性特征的“珠-杆”链式纤维模型和基于有限单元法的纤维模型,新模型不仅可合理描述纤维的位置与取向,同时可有效表征纤维的弯曲、扭转、拉伸等变形情况.
◆实现了纺纱喷嘴内高速气流场流动特性的数值模拟与实验测试.国内最早采用计算流体动力学（CFD）技术对纺织工艺中（如喷气纺纱喷嘴内）高速气流场特性进行数值模拟研究,并通过激光多普勒（LDV）技术和同粒子成像测速（PIV）技术以及高速摄影等实验流体力学方法进行了测试,获得的结果更加真实、可靠.
◆揭示了纤维在高速气流场中的耦合作用特性与运动变形规律.采用拉格朗日-欧拉法构建了纤维/气流的耦合动力学模型,在国际上首次实现了纤维在喷气纺、喷气涡流纺、气流减羽等喷嘴中运动的数值模拟,获得了纤维运动、变形特征及其与高速气流场的相互作用规律.
◆理论成果的应用研究.借助基础研究成果,对喷气纺与喷气涡流纺加捻成纱工艺进行了系统优化,并研究了气流喷嘴减少纱线毛羽的机理,实现了对成纱质量的预测,设计开发了具有自主产权的纺纱喷嘴；模拟了熔喷聚合物纤维在高速气流场中拉伸成形过程,并设计出新型熔喷非织造模头.
该项目属于《纲要》提出的需要突破的纺纱织造加工基础研究领域,项目的实施对我国纺织行业加强基础理论研究起到了助推作用,为攻克喷气纺纱等关键技术与研制具有自主知识产权的相关设备奠定了基础.目前,项目成果已得到成功应用,并取得了良好的经济效益和社会效益.
在国产喷气纺纱机研制上,项目组受上海太平洋机电（集团）有限公司委托设计了喷气纺的关键部件--喷嘴,利用该喷嘴生产出的纱线品质优良,相关纺纱机获得了业界好评；株洲雪松麻业有限责任公司在络筒机上采用了项目组研制的气流喷嘴,大幅减少了苎麻及其混纺纱的毛羽,长毛羽可减少50%以上,在提高苎麻纱织造效率的同时,为开发高支细薄苎麻面料以及针织产品提供了技术支撑；项目组与山东烟台华大科技有限公司合作,对熔喷非织造布设备的关键部件进行设计,采用数值模拟的方法指导实验研究,在此基础上开发了中、大幅宽熔喷非织造布生产线并已推向市场.