低碳钢焊缝中心凝固相组织的元胞自动机法模拟

基于元胞自动机法扩展了现有的焊接熔池凝固过程形核、生长及溶质扩散模拟模型,模拟了Fe-0.05%C二元合金焊接过程中枝晶的生长形态和结晶过程中溶质的分布及扩散过程。同时,以Fe-C二元相图为基点,根据溶质浓度不同相组织不同原理模拟计算了焊接熔池凝固后相组织的分布,建立了a+P和P+Fe3CⅡ两种组织比例值与溶质浓度、冷却速度和形核基底数等参数的数学模型。结果表明:模拟得到的低碳钢焊缝组织分布与试验结果相符;基于溶质浓度变化的相组织控制模型能预测实际低碳钢的焊后焊缝组织。溶质浓度、冷却速度和形核基底数对a+P和P+Fe3CⅡ两种组织比例的影响都较为明显,影响效果相对独立;回归分析得到的组织控制方程高度显著,为焊缝的组织控制提供了一定的数据支持。     

DMA水溶液的分子动力学模拟

采用OptimizedPotentialsforLiquidSimulations-AllAtom(OPLSAA)模型对298.15KN,N-二甲基乙酰胺(DMA)的水溶液进行了分子动力学模拟,确定了溶液的径向分布函数,统计了不同浓度的DMA水溶液中各形态氢的比例分数并对该温度下的1HNMR数据进行了拟合.模拟结果表明:选用的OPLSAA模型是可靠的,它能反映DMA水溶液体系本质的势能;并与前期N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水溶液的研究结果进行了比较,研究发现:酰胺自身结构和酰胺浓度是影响酰胺水溶液性质的主要因素.     

Al-4%Cu凝固过程枝晶生长的数值模拟

改进了模拟枝晶生长常用的二维元胞自动机和有限差分(CA-FD)模型,新模型引入扰动函数来控制二、三次枝晶的生长;在枝晶生长过程中,将溶质浓度明确地分为液相溶质浓度和固相溶质浓度两部分;并在溶质再分配与扩散过程中采用八邻位差分以减少网格形状导致溶质扩散的各向异性。模拟了Al-4%Cu二元合金过冷熔体中,单个和多个等轴晶沿不同择优方向生长及单方向和多方向柱状树枝晶竞争生长过程中的枝晶形貌、液相溶质浓度和固相溶质浓度分布情况。模拟结果表明:扰动的引入能够促使枝晶产生分支,并控制二、三次枝晶的生长速率;液/固相溶质计算模型能够准确地模拟出枝晶生长过程中液/固相溶质分布;此外改进后的模型实现了枝晶沿任意方向的竞争生长。     

高精度混合器内气体湍流扩散过程的 CFD数值模拟

对于用于气体报警器检定的自动配气系统的混合精度进行了理论模拟，利用计算流体力学CFD商业软件FLUENT对一氧化碳与空气的射流混合过程进行数值模拟，针对不同的混合器结构利用GAMBIT软件分别建立二维模型，湍流模型采用标准k-ε模型，模拟预测不同断面上的一氧化碳浓度分布，通过结构改进后的混合器混合均匀性误差可达到0．5％，能够达到相当高的混合精度。     

沉管隧道基础灌砂模拟试验

基于相似理论与模拟试验,对沉管隧道基础灌砂的主要参数进行了研究;重点介绍了模拟试验的模型设计、试验流程、试验重点注意事项与试验技术要求,通过试验取得了所需的第一手数据,在对试验成果进行总结分析的基础上,对灌砂施工的主要参数进行了验证分析,其成果可为后续沉管隧道的基础灌砂施工提供参考与借鉴.     

辐流式沉淀池固液两相流三维数值模拟

结合高雷诺数k-ε模型,建立了辐流式沉淀池三维两相流紊流模型,在动量方程中考虑了曳力、虚拟质量力、升力的作用,以及悬浮物浓度的影响。在考虑池形结构变化条件下,对辐流式二沉池三维流态及悬浮物分布进行了模拟研究。结果表明:环向流速受池底、边壁、进口挡板及出口溢流堰影响较大,与假设切向速度为零的理想沉淀池存在很大差异,三维模型能更好的反映水流和悬浮物变化;采用外堰出水效果很差;当距离池壁2m时,采用内侧堰出水和双堰出水,其去除效果较外堰出水明显改善;与Deininger等的实测资料进行了对比,模拟值与实测值吻合较好。     

层状粘性土及砂土地基中静力压桩连续贯入的数值模拟

总结分析了软硬交互层状土中静压桩沉桩阻力的变化规律。为了使ABAQUS模拟层状土地基,特别是既有粘性土层又有砂土层的层状地基中静压桩贯入,分段采用不同本构关系模型,即在粘性土层中采用修正剑桥模型,砂土层中采用扩展D-P模型。同时,采用多项措施对层状土地基土体初始应力进行平衡。结合工程实例,模拟计算了不同土层性质差异明显、软土中有硬土夹层的层状土中静压桩连续贯入过程,得出了贯入过程中沉桩阻力随深度变化曲线,反映了通过硬土层时桩周应力和沉桩阻力的突变现象,与实测资料较吻合。研究结果有助于静压桩沉桩可能性分析以及挤土效应分析。     

自然对流板肋热沉的三维数值结构优化

为提高热沉自然对流换热性能,利用ICEPAK软件对基板水平放置和基板竖直放置的两种放置取向的板肋热沉进行了数值模拟和结构优化。首先,通过与前人的实验结果进行对比,验证了数值模型的合理性;然后对一系列不同结构参数的热沉进行数值模拟,通过对比其散热性能寻找最优的热沉结构。热沉几何参数变化范围为肋片厚度1~15mm,肋片间隙6.75~33.75mm,肋片高度55~1395mm。结果表明在每个肋片高度下都有一组最优的肋厚t和肋间隙s值;当肋片高度超过720mm值时,基板水平放置热沉的热阻趋于一个稳定值;基板竖直放置热沉的热阻随肋片高度的增加一直在减小。     

不锈钢板式热沉流动与传热的数值模拟

热沉是环境模拟器中用来模拟冷黑环境的核心结构,热沉的温度均匀性是其最重要的技术指标之一。本文采用数值模拟方法,对小型热真空模拟器不锈钢板式热沉进行了热力学分析。模拟结果表明:不锈钢板式热沉具有换热效率高、温差均匀性好、冷剂用量少等优点,减小不锈钢板之间的距离可以提高热沉温度均匀性,而不同进出口布置形式对热沉壁面的温度均匀性影响较小。本文得到的模拟结果,对优化热沉结构、提高温度均匀性、减少冷剂使用量具有实际意义。     

氮氖混合蒸气冷凝气液界面的传热特性研究

基于低温下竖直平板冷凝的实验平台,建立了氮氖混合蒸气冷凝的数值模型,并完善了混合物冷凝过程中的两相扩散系数,模拟结果与实验数据吻合良好.分析了混合物中组分浓度场和气液两相场的分布特征,揭示了液膜上方高浓度氖气扩散层阻碍气液界面传质过程的机理.对比了不同的冷凝温差,进口氖气浓度和主蒸气速度对于混合蒸气冷凝过程的影响.模拟...     

二维编织陶瓷基复合材料偏轴拉伸力学性能预测

基于二维编织C/SiC复合材料的细观结构,建立了碳纤维丝/热解碳界面/SiC基体和纤维束/表层SiC基体两种尺度下的细观单胞模型,通过有限元方法计算碳纤维丝/热解碳界面/SiC基体模型的等效弹性常数和强度,然后代入纤维束/表层SiC基体模型中计算,并引入Tsai-Wu失效准则,考虑不同失效模式的损伤,建立了二维编织C/SiC复合材料的渐进损伤模型,模拟了其偏轴拉伸应力-应变行为。针对该模型,阐述了二维编织C/SiC复合材料单胞模型在复杂应力状态下其纤维束的损伤过程。数值模拟结果与实验数据吻合较好,验证了模型的有效性,为该种材料的力学性能分析提供了一种有效方法。     

厨房污染物扩散机理可视化模拟软件开发

基于VC++6.0平台运用OpenGL编程技术开发厨房污染物扩散模拟的可视化软件,分析厨房内污染物传播的规律,给出无机械通风条件下相应的扩散模型.对这种典型扩散模型使用OpenGL图形图像编程技术,在VC++平台上实现点源扩散的可视化模拟.通过模拟得到二维和三维的浓度扩散图,发现厨房内污染物浓度扩散符合高斯模式.证明该软件在进行典型模型的模拟及可视化方面是可行的,为进行有通风条件等复杂情况的模拟软件开发奠定了基础.     

复合材料中厚板沉头连接结构强度与损伤失效

针对复合材料沉头螺栓连接结构的强度与损伤问题,开展了两种厚度复合材料层合板凸头与沉头螺栓连接结构挤压强度对比试验研究。试验结果表明,增加层合板厚度会引起连接结构挤压强度下降,但沉头连接结构下降比例小于凸头连接结构。通过数值模拟方法对复合材料中厚板沉头连接结构的强度及损伤失效进行分析。提出一种非线性面内连续损伤与三维混合失效模型,模型考虑了复合材料基体剪切非线性特征并改进了纤维损伤失效判据,有效解决了数值模拟中沉头复合材料连接结构难于收敛的问题。对比分析表明:沉头连接结构的数值计算结果与试验结果吻合良好,极限强度最大计算误差8.62%。     

删失数据下一类回归模型的参数估计

考虑一类回归模型,在右删失数据下构造了参数的最小二乘估计和加权最小二乘估计,证明了估计量具有渐近正态性。模拟结果表明加权最小二乘估计比最小二乘估计有优良的性质。     

基于数据驱动的NOx稳定性评价

燃煤机组烟气NO_x浓度的稳定性影响脱硝系统的运行性能。通过构建稳定性评估模型,实现对NO_x浓度大数据分布的量化评价。构建了K均值聚类与3σ准则相结合的原始大数据清洗方法,通过滑动窗格法划分不同工况数据。基于最小二乘回归,建立了NO_x浓度基准值模型。基于偏离程度,构建了偏离度函数和稳定系数函数,归一化处理后得到稳定性评分函数,从而实现全负荷NO_x稳定性定量评价。利用该模型对某660 MW燃煤机组NO_x数据进行评估,结果表明：NO_x浓度分布整体集中度高,与负荷率呈正相关,变负荷工况稳定性得分比稳定工况低2.35%左右;将负荷率从50%提升至100%,稳定性得分提升了21.28%,说明所构建的模型能有效评价NO_x分布的稳定性,为机组对标评价提供了依据。     

流体粘弹性对喷墨印刷液滴参数影响

目的研究粘弹性非牛顿流体中聚合物参数对喷墨液滴形成过程中各项数据的关系,通过所得数据进行数值处理,构成关于聚合物参数变量的液滴类型空间。方法模拟实验中采用FENE-CR流体模型,将FENE-CR流体模型中的本构方程与纳维斯托克斯方程和连续介质力学相结合,推导出流体聚合物参数与流体粘弹性的关系。建立液滴喷射模型,采用Flow 3D数值模拟方法模拟聚合物参数变化对喷墨液滴形成过程的影响。结果得到了聚合物参数(聚合物延展性L、聚合浓度C和聚合物De值)对喷墨印刷中墨滴断裂过程的各项主要数据:主液滴最终速度vf、液滴尺寸V、墨尾最大长度Z,墨尾一次断裂时间tb的具体关系曲线。结论对于非牛顿粘弹性流体,虽然高分子聚合物在整个流体中所占比例很小,但是它的存在对流体粘弹性变化影响显著,聚合物种类和浓度的不同会最终导致液滴形成过程中各项数值发生巨大的变化。     

曲线坐标下平面二维污染物扩散输移的代数应力湍流模型

对浅水流动的控制方程和深度平均的污染物扩散输移的控制方程进行坐标变换，湍流的模拟采用各向异性代数应力湍流模式，建立了曲线坐标下平面二维水流计算和污染物扩散输移的代数应力湍流模型。采用具有浓度实测值的实验室连续弯道进行模型验证，对本模型计算的浓度分布与k-ε模型进行比较，结果显示了本模型在处理各向异性明显优于k-ε模型。     

入口扰动数据周期对湍流预混射流火焰直接模拟的影响

该文对湍流平面射流预混火焰进行了直接数值模拟。射流入口的扰动速度数据依据各向同性衰变湍流的能谱生成,研究了扰动数据周期的选取对模拟结果的影响。表明当入口扰动数据的周期大于总的计算时间时,得到的不同时刻的瞬态模拟结果有较明显的差异,并得到了时均定常的气体平均温度、速度和组分浓度分布。而当扰动数据周期小于总的计算时间时,入口扰动数据的周期性会对模拟结果产生影响,导致瞬态结果出现周期性。     

食盐水标准溶液在组织模拟液介电特性测量中的应用

介绍了食盐水标准溶液在测量液体复介电常数接触探头法标定过程及其测量能力验证方面的应用。在探头标定中,以食盐水标准溶液替代短路块,作为二端口微波网络去嵌入所需参考负载。分别通过三种不同浓度食盐水标准被测液和900MHz头部组织模拟液对该方法测量能力进行了验证,测量数据与参考值一致性均优于5％,能够满足比吸收率测试用组织模拟液介电特性验证的需求。     

热沉调温系统中的热学模型分析

通过分析热沉调温系统中热沉、载冷剂、试件间的热量传递关系,在工程应用允许的范围内,基于一定的假设,对热沉与载冷剂、热沉与试件以及试件本身3部分分别进行了热学模型的建模分析,并将以上3个模型通过模糊PID控制算法进行关联,仿真模拟了载冷剂先通过对流换热控制热沉温度,热沉再通过辐射换热来控制试件温度的整个调温过程。结果显示调温过程初期试件温度迅速降低;接近目标温度后,载冷剂温度升高带动热沉温度升高,从而减小试件温度降温速度;系统稳定到目标温度设定偏差范围内后,试件温度收敛,热沉与载冷剂温度维持恒定状态。