水疗放松背部按摩仪的设计

本文设计了一款通过水疗放松背部的按摩仪,使用水压刺激和远红外线刺激来刺激穴位和肌肉,有助于缓解当代年轻人长时间工作所引起的肌肉酸痛问题,设计轻巧简便,操作简单,老年人独自居家也可使用.仪器高度可自由调节,适用于不同身形的人群.内部设计采用双层隔膜,解决了水电安全的问题.     

面向二维零质量射流的动网格数值模拟方法

为了研究零质量射流的作用机理和流场结构,发展了一套面向二维零质量射流的非结构化动网格模拟方法:采用控制容积法,引入动网格控制方程,并与任意曲线坐标系下矩阵形式的时均可压缩N-S方程组联合求解,迭代过程中采用弹性类推法进行动态网格更新.基于此方法,对二维零质量射流进行数值模拟,对计算获得的流场涡线和流线分布进行了分析和讨论,并与其他学者类似算例进行了比较,表明该方法能够合理揭示零质量射流的流场结构和作用机理,可实现二维零质量射流的数值模拟.     

网格模拟软件的发展现状及其模拟思想

阐述了在网格研发过程中模拟／仿真的重要性和必要性。介绍了当前较著名的网格模拟软件包Bricks,ChicSim,EDGSim．GridSim．MicroGrid,OptorSim和SimGrid已经实现了的网格模拟功能、实现这些网格模拟功能的思想和方法、开发语言、运行环境、应用实例、软件包是否可下载以及下载URL等,然后列表就功能、运行环境、配置方法、是否可视化等方面比较了这些软件包。最后总结这些网格模拟软件包的功能与其不足之处,并提出对网格模拟软件发展的一点看法。     

基于动网格技术的动力伞阵风响应研究

动力伞是一种特殊的柔性翼飞行器,在遇到阵风尤其是定常阵风时,无法像刚性翼飞行器一样通过副翼舵面的调整来控制飞行姿态,但是可以通过设计翼面的纵向同期运动,达到缓和阵风干扰的目的。文章以动力伞纵向模型为研究对象,引入动网格技术,设定了三个不同周期、不同幅度的同期振荡过程,并在FLUENT中实现了整个响应的动态数值仿真。对同期振荡运动时的气动特性进行分析,并研究比较了运动参数对阵风缓和的影响。实验表明:通过合理得设计动力伞翼面的主动运动方式,可以较好地抑制阵风引起的非定常气动干扰。     

网格“计算”流体力学

计算流体力学已成为学界研究流体力学的主要利器之一，与理论流力、实验流力等构成了现代研究流体力学的洪流。     

基于网格计算环境的蛋白质折叠模拟应用

利用当前网格计算和服务最新技术Web Service,设计并实现了基于网格计算环境的蛋白质折叠模拟的分布式计算模型,在生物计算领域有着重要的应用价值。同时,它整合了当前先进的网络计算技术,在算法上和平台建设上有着广泛的指导和示范意义。     

基于动态网格细分的烟雾模拟

提出了一种基于动态网格细分的烟雾模拟方法,该方法主要采取图形设备上的动态网格管理对烟雾进行并行处理以达到泊松方程的迭代求解。为了实现高性能,利用高速缓存以提高存取权限和适应硬件的能力。实验结果表明,该方法能够实现比较快速的模拟,结果比较令人满意。     

基于网格计算的水污染运移模拟研究与应用

针对目前水污染运移模拟过程中存在的计算力不足,无法满足全河道污染物运移模拟的问题,利用网格计算提供高性能的计算环境,将原子拆分思想和信息可视化技术引入水污染运移模拟中,构建基于网格的水污染运移模拟平台。通过该平台的有效观测,实现了水污染在全河道内运移的动态可视化展现。实例模拟了松花江污染事件污染物沿河道运移和扩散的运移全过程,为合理处置重大水污染事件提供了新的思路。     

基于多块动态混合网格的AUV自航类物理数值模拟

提出了一种采用多块动态混合网格进行AUV(自主水下机器人)自航试验的类物理数值模拟的方法.对AUV带舵翼和螺旋桨的全附体进行建模,采用UDF(用户自定义函数)实现推进器和AUV之间的力和速度传递,结合6DOF(自由度)运动方程求解AUV的运动参数,采用动态层方法进行网格更新,最终实现AUV从静止到匀速的直航运动的自航推进数值模拟.相对MFR(多参考系坐标)法,自航速度误差为2.6%,伴流分数误差为3.7%,推力减额误差为6.8%.与非结构动网格法和重叠网格法相比,该方法的计算收敛快.同时,数值模拟获得了AUV自航推进过程中的速度曲线,推力和阻力变化曲线,自航推进的尾迹和压力云图,以及相应的动画,揭示了自航推进过程中船、桨、舵相互作用的内在机理,为进行更复杂的载体操纵运动提供类物理数值模拟方法.     

基于GridSim的网格调度模拟

详细分析了GridSim工具,并与当前几个主要的网格模拟工具进行了对比,然后探讨了GridSim工具的改进,扩展了计算资源的功能,增加了数据存储资源模型。最后提出了基于GridSim工具的分模块的调度模拟开发方法,按照这种方法建立了Min—min调度算法模拟平台,展示了GridSim工具的功能。     

压力平衡口对开口式汽车模型风洞驻室流场影响的数值仿真

为尽可能真实地建立汽车测试环境,对开口式汽车模型风洞驻室试验段流场品质进行数值仿真,研究在开设压力平衡口前后的流场品质,并对不同面积和形式的压力平衡口工况进行数值仿真,得到不同试验段内流场品质的计算结果.通过比较分析得出结论:有压力平衡口时,特别是压力平衡口的面积为140 m×140 m时,汽车模型风洞驻室试验段最有利于汽车性能测试.     

客车发动机舱热管理系统的数值仿真与实验验证

依据整车环境模拟实验,选取最大扭矩点、中间点和最大功率点（对应的发动机转速分别为1 800,2 800和3 450 r/min）作为发动机舱热管理系统分析的3个工况,应用FLUENT建立发动机舱热管理系统的三维仿真模型,根据实验边界条件,进行风速场和温度场的耦合仿真。采用稳态计算方法,获得发动机舱内外稳定的风速场和温度场分布。对比分析发现仿真结果与实验结果的均方根相对误差在合理范围内,从而验证该发动机舱热管理系统仿真模型的有效性。     

基于非结构网格的飞行器多体分离数值模拟

针对基于非结构网格方法的飞行器多体分离数值模拟中的局部网格重构问题,提出了一种基于单元相邻关系的重构区域构造方法。首先,根据单元半径比检查网格质量并标记重构单元;其次,通过网格单元的相邻关系对重构区域进行扩展;最后,通过标记非二边流形边的周围单元保证重构区域边界定义满足二边流形准则。基于该方法的某分离物投放数值实验中,成功进行了16次网格局部重构操作,重构后总体网格单元半径比的平均值达到0.71以上。计算结果和风洞实验数据的比较分析表明,数值实验精确地计算出分离物的运动轨迹和运动姿态,验证了非结构动网格重构过程的有效性。     

多参考坐标系法和滑移网格法在汽车前端进气数值模拟中的比较

为比较多参考坐标系(Multiple Reference Frame,MRF)法和滑移网格法在汽车工程应用中的差异,基于FLUENT软件,分别用这两种方法对汽车风扇旋转流动区域进行数值模拟,得到汽车前端发动机冷却系统流场的计算结果;比较两种计算结果中前端冷却气流的流量、压力分布以及风扇局部流场的分布.最后以滑移网格法的计算结果为基准,给出通常使用的MRF定常处理旋转区域方法在工程应用中的评价.     

基于数值计算的高速列车气动阻力风洞试验缩比模型选取方法

为给高速列车气动阻力风洞试验模型选取提供更多的参考依据,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,研究不同比例的高速列车缩比模型对气动阻力风洞试验结果的影响.首先,计算得到开口式风洞测试段的静压系数分布曲线,为高速列车气动阻力测量试验模型的长度选择以及摆放位置提供依据;其次,通过数值计算得到全尺寸模型列车在明线运行时,以及不同比例的模型列车在风洞中运行工况下的气动阻力信息,并从阻塞效应和雷诺数的变化,以及风洞试验段内静压分布的影响这3个方面对列车模型的气动阻力结果进行分析,得到在所研究风洞中较合理的列车缩比模型比例选取范围.这种以CFD为基础进行数值仿真,选取风洞试验中列车模型比例及试验测试位置的方法,为在地面交通工具风洞中进行高速列车模型气动阻力试验的缩比模型选取提供一定依据.     

非结构有限体积CFD计算的网格重排序优化

网格重排序是提升流体力学CPU和GPU并行计算效率的重要手段之一。对于非结构网格,由于其数据存储无规律,数据的间接访问会导致访存延迟,尤其是在GPU并行计算时,数据的间接访问将引起内存的非对齐访问,放大了访存延迟的影响。对此,采用Reverse Cuthill-Mckee网格重排序方法优化了非结构网格的数据局部性,并设计了一种面向编号重排序方法。算例测试表明,网格重排序不影响最终计算结果。对比分析了网格重排序对非结构求解器在CPU和GPU上的性能影响：对CPU计算,可以使部分热点函数运行时间降低约20%,整体运行时间降低15%~20%;对GPU计算,大部分热点函数运行时间可降低35%~60%,程序整体运行时间降低约40%。     

Three-axis NC milling simulation based on adaptive triangular mesh

NC milling simulation has become an important step in computer aided manufacturing (CAM). To achieve real-time simulation, the total number of polygons has to be reduced, which results in poor image quality. This paper presents an adaptive triangular mesh algorithm to reduce the number of polygons while image quality remains high. Binary tree is used to represent the milling surface, and the optimization of the mesh is performed dynamically in the process of simulation. In this algorithm, the resolution of triangles is automatically updated according to local surface flatness, thus greatly reducing the number of triangles at planar regions. By doing this, real-time and high quality of visual presentation is insured and the translation, rotation and zooming operations are still applicable. When machining precision is evaluated, or overcut, undercut and interference are inspected, full resolution model stored in memory is automatically loaded to ensure the accuracy and correctness of these inspections. Finally, an example is presented to illustrate the validity of proposed algorithm.     

基于CFD仿真的切向涡轮流量传感器结构优化

为降低切向涡轮流量计的测量下限,以25 mm口径机械式热量表为例,利用计算流体动力学（ CFD）仿真软件对传感器内部三维流场进行研究,提出了提高传感器性能的10种结构改进方案,并通过CFD仿真对优化后的传感器性能进行预测,选择出最佳方案。结果表明：结构参数改进后,测量下限由0.07 m3/h降为0.035 m3/h。     

四气门柴油机进气过程三维数值模拟

为减少柴油机的污染物排放、降低油耗和燃烧噪音,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟,对车用电控四气门柴油机进气系统进行不同气门升程下气流稳态流动的数值研究,揭示四气门柴油机的进气流动特点以及气门开度对缸内涡流形成的影响和变化规律.仿真结果为电控四气门柴油机的气道设计、喷雾与燃烧的组织与优化提供理论依据.