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树脂传递模塑(RTM)工艺日益成为复合材料制造的主导工艺技术之一.高效生产质量稳定的树脂基复合材料的关键技术在于选择合适的工艺参数,制定合理的工艺方案.而工艺过程数值模拟和在线监测为优化工艺参数,深刻理解各种参数对成品质量的影响,提供了两种有效的技术手段.渗透率是RTM工艺数值模拟的关键参数,该文从Stokes方程出发,将流体速度和压力展开为小参数的渐进级数,用摄动技术建立渐近级数的各项所应满足的一系列方程,由此得到预报渗透率的数学表达式.将Stokes方程与线弹性力学中的Lame方程进行类比,给出了用线弹性平面应变问题的有限元分析程序求解Stokes方程的方法.利用该方法成功预报了单向纤维增强体的渗透率,同时也验证了其合理性.有限单元/控制体积方法(FE/CVM)在RTM工艺的数值模拟中有着广泛的应用,但其存在跟踪树脂流动前峰精度较差和质量不守恒的问题.该文从传统的有限单元/控制体积算法和流动分析网络技术算法的控制体积剖分出发,深入分析了在矩形网格和三角形网格上两种算法的异同点.分析表明三角形网格上两种算法是一致的,在矩形网格上流动分析网络技术相对于传统的有限单元/控制体积方法可以构造更精确的控制体积表面流率计算方案,其预测的填充时间精度比传统的有限单元/控制体积方法提高几倍左右.该文还针对矩形网格上的树脂流动过程模拟,提出了一种跟踪树脂流动前峰的方法:拓扑插值法.与解析解的比较研究验证了拓扑插值法的正确性.提高跟踪树脂流动前峰的精度对于预测工艺缺陷--干斑的形成具有重要意义,而干斑最易在树脂汇合以及树脂与模具表面接触时形成.与常用的等值线法进行的比较研究表明,该文提出的拓扑插值法在处理树脂汇合以及树脂与模具表面接触问题时可以提高跟踪树脂流动前峰的精度.采用传统的有限单元/控制体积方法模拟树脂流动过程时,其预测的注模时间有较大的误差,填充时间小于解析解.该文分析了导致该误差的原因,引进了上下游流率的概念.发展了一种非饱和流动层技术,得到了填充时间的上限,从而验证了传统的有限单元/控制体积方法和非饱和流动技术分别得到填充时间的上下限.但这两种方法都产生了相当大的误差,该文又针对数值压力梯度进行了分析,发展了一种权平均流率算法.推导了权系数的解析公式,讨论了不同算法的精度问题.