对流-扩散传质对微电铸镀层均匀性的影响

利用有限元分析软件FLUENT对MEMS微电铸镀层均匀性进行了分析.对当物质传输成为金属沉积的控制步骤时,进行对流-扩散传质过程数值模拟,研究不同深宽比微结构中对流-扩散对传质的影响.模拟结果表明:当对流-扩散传质成为控制步骤时,渗透流影响镀层基本形貌,回流会引起镀层形貌的微小起伏.     

基于组织结构的纺织品各向异性建模方法

纺织面料的物理仿真将虚拟现实与纺织CAD相结合,是虚拟服装与试衣系统研究的一项关键技术,纺织品建模也是纺织品真实感模拟的基础及关键工作.在基于物理的粒子系统的基础上,提出各向异性的建模方式.根据织物面料的不同组织方式进行分析,对其进行经纬方向的分离建模.仿真过程分为初始过程的刚性物体模拟和接近平衡时的柔性物质模拟两大步骤.为了在产生逼真表现效果的同时兼顾计算复杂性,构模时引入多分辨率模型.     

基于等离子流动控制的翼型减阻技术

为研究基于等离子流动控制的减阻技术,基于Langtry-Menter转捩模型提出边界层转捩数值模拟技术.该技术可有效结合转捩模型与湍流模型,用标准模型验证其精确性,为采用等离子流动控制抑制边界层分离和转捩研究提供数值模拟平台.采用基于现象学模型的等离子流动控制数值模拟技术,对流动分离以及边界层转捩抑制进行数值模拟,为基于等离子流动控制的翼型减阻技术提供参考.     

后台阶流动的非均匀格子Boltzmann方法模拟

使用非均匀格子Boltzmann方法对后台阶流动进行了数值模拟.将流体流动区域划分为不同的子区域:对于每个子区域内部,分布函数使用均匀网格计算;对于区域边界,分布函数采用嵌套网格方法进行处理.数值计算结果与其它实验、数值结果相吻合.     

基于滑模控制的电池模拟器仿真与研究

以电流可逆斩波电路为基础,通过滑模控制方法 构建了Buck-Boost变换器,实现了一个拓扑结构电流双向流动的电池模拟器,以此来模拟电池充放电过程。通过控电压的方式进行调节,当电容电压大于电池电压时为电池充电形成Buck电路,当电容电压小于电池电压时电池放电形成Boost电路。通过将滑模控制与传统的PI控制相比较,验证了在负载波动时滑模控制的调节时间优于PI控制,有着更好的鲁棒性、动态性能。在理论分析的基础上,通过仿真软件得到了实验结果。     

FADEC系统多故障TLD蒙特卡罗仿真分析

为提高飞机的利用率,以丧失推力控制(LOTC)为边界条件,研究航空发动机全权限数字电子控制系统(FADEC)冗余部件故障的限制派遣方法,分析FADEC系统多故障的维修性特点,提出多故障派遣的决策方法及维修策略,建立蒙特卡罗仿真的TLD分析步骤,融合FADEC系统可靠性模型,对FADEC系统进行蒙特卡罗模拟仿真得出多故障派遣时间.分析仿真结果可知,对于短时类(ST)和长时类(LT)组合的多故障可派遣间隔结束后应立即修理,不应延长故障保留时间.当派遣间隔超过7000h时不应采用多故障保留方式派遣.     

混响室场均匀性的FEKO仿真

介绍了混响室的基本原理和主要参数,阐述了混响室场均匀性校准的步骤和场均匀性标准偏差的计算方法.利用FEKO软件对混响室建模,进行最低可用频率处的场均匀性校准的仿真,计算工作区8个位置的电场,得到场标准偏差.仿真结果表明,混响室在200 MHz的场均匀性完全符合标准IEC61000-4-21的规定,电场均匀性标准偏差小于3.66 dB.     

复合镀层对电刷镀表面技术的影响研究

纳米微粒加入镀液可提高镀层的性能,用电刷镀方法制备了纳米SiC复合镀层,测试了纳米SiC微粒添加量对复合镀层的硬度的影响,探讨了纳米SiC微粒复合镀层的强化机制。结果表明,采用电刷镀制备工艺,能在一定程度上改善纳米微粒在镀液中的分散均匀性并能提高复合镀层性能。在Ni基镀液中适量添加纳米SiC微粒(<4g/L),纳米SiC微粒在形成复合镀层时能起到硬质点的强化作用,能使板材表面镀层硬度显著提高。     

计算流体力学在化学反应器模拟中的应用进展

计算流体力学(CFD)能够准确地描述流体流动、混合、传热规律,近年来逐渐开始耦合到化学反应中应用于化学工程领域,并表现出巨大潜力。本文综述了CFD在不同化学反应器中针对不同反应体系模拟的基本原理以及应用。相比于传统的面向理想反应器的反应动力学模拟和单纯面向流动传递的CFD模拟方法而言,采用CFD耦合化学反应动力学的方法同时考虑了传递过程和反应过程,能够对非理想化学反应器的操作特性(转化率、选择性、分子量及其分布等)进行模拟、分析与预测,在化工过程强化和化工产品控制方面优势明显。开发新的耦合数学模型和数值算法、考虑亚格子尺度的微观过程和采用直接数值模拟等方法,将是利用CFD深入研究非理想反应器特性的重要方向。     

回转容器内模拟散体流动

散体在回转容器内的流动普遍见于各种工业过程之中,本文模拟回转容器内散体的流动以探寻该过程的内在规律,分析散体流变的特性,建立回转圆筒内的数学模型,用CFX在转筒转速分别为2 r/min,3 r/min,4 r/min,5 r/min,10 r/min,25 r/min,50 r/min和100 r/min的条件下,模拟回转圆筒内散体的流动。模拟结果,当转筒转速<25 r/min时,散体呈滚动状态,当转筒转速升到25 r/min时,呈小瀑布流状态,当转筒转速升到50 r/min时,达到大瀑布流状态,当转筒转速继续升到100 r/min时,转简内散体呈典型的环流状态,该结果与文献结果相同,此外,模拟结果还显示,回转圆筒内散体在滚动流动状态下,流动区的厚度还会随转筒转速的增加而增大。模拟结果表明模型反映散体流动的状况比较客观,因而可为模拟回转圆筒内散体的流动相关的过程提供指导。     

锌镍单液流电池二维瞬态等温模型

综合考虑动质量传递、电荷守恒以及电极反应动力学,本文建立了锌镍单液流电池二维瞬态等温模型。在与实验数据对比验证了模型准确性基础上,研究了放电过程中电池内部流场、浓度场的分布及变化规律,并进一步考察了流速和离子浓度对放电性能的影响。研究结果表明：主流区流速较高,由对流控制传质过程,离子浓度分布均匀,多孔介质域和近壁面流速趋于0,由扩散控制传质过程,离子浓度梯度较大。需要更多地关注负极表面锌离子的浓度极化,浓度最大值在出口处的负极表面。 流量每增大一倍放电电压有微小的提升,流量超过5.7 ml/s,这种作用几乎失效。提高锌离子浓度不利于提升电池放电性能,但是提高氢氧根离子浓度对于提升放电电压效果明显。此外,提高电解液流速或者改变离子初始浓度都不会影响总的放电时间。     

风扇矩阵对冷却模块空气侧流场的影响

基于传统乘用车的单风扇系统,提出5种风扇矩阵形式,利用数值模拟技术分析不同矩阵形式对冷却模块空气侧流场的影响,结果表明：随着风扇数目的增加,冷却模块表面的速度均匀度皆表现出先减小后增大的变化趋势;N=4的风扇矩阵的速度分布均匀性最差,对应通过散热器的空气流量亦最小; N=15的风扇矩阵能够显著提升通过散热器的空气流量,相比原单风扇系统,空气流量提升15.6%。因此,在不降低散热器空气侧换热能力的前提下,采用该风扇矩阵形式能够使冷却系统的能耗降低,提高整车燃油经济性。采用风扇矩阵形式能够减少冷凝器前端的热回流区域,从而降低冷凝器迎风面的平均温度。     

烧碱蒸发结晶中氯化钠传质多相流模拟研究

由于烧碱蒸发结晶中氯化钠的结晶是非常复杂的多相传热传质过程,能否使晶粒合理分布以过滤除去是氯碱工业提高产品质量的瓶颈。因此本文对四效逆流蒸发分布器中氯化钠结晶过程进行了研究,将多相流理论应用于氯化钠工业结晶过程,以微元衡算为基础,引入碰撞因子,建立了氯化钠湍流传质模型,并用工厂生产数据对模型进行了验证,结果与生产实际吻合较好。该模型不但可用来优化烧碱生产过程中氯化钠晶粒的分布,指导工业结晶生产,而且可直接预测晶体生长特性。     

Experimental and numerical investigation of unsteady cavitating flows through a 2D hydrofoil

In the present study, firstly, the unsteady cavitating flows around a hydrofoil are studied based on the flow visualization and detail velocity measurement, a high-speed video camera is used to visualize the flow structures, and a particle image velocimetry (PIV) technique is applied to the measurement of the time-averaged and instantaneous velocity and vorticity fields. The results show that the unsteadiness of mass transfer process between the vapor and the two-phase regions is substantial, a self-oscilla...     

降膜蒸发过程的数值模拟和传热传质分析

利用CFD软件对逆流降膜蒸发过程进行了实验模拟研究,研究了速度边界层、热边界层和浓度边界层的变化对降膜蒸发传热传质特性的影响规律;通过建立一维逆流降膜蒸发的数学方程编程求解出了对流传热传质的Nu数和Sh数,利用Fluent软件模拟出的实验结果采用回归分析得出了气液流量比Raw、流道的长宽比αL、空气进口无量纲温度θai以及空气进口Re数与Nu数、Sh数之间的无量纲关系式,可为降膜蒸发换热器的设计提供参考。     

颗粒物料传热传质过程的数值仿真与实验研究

转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体，是一种既受高温加热又兼输送的设备，它的应用十分广泛。该文较为系统地进行了转筒干燥器物料的传热传质过程的分析，并进行了试验研究。利用质量平衡方程、能量平衡方程、传热方程和传质方程，建立了颗粒物料在转筒干燥器干燥过程中的传热传质数学模型，该模型能够较好地预测干燥过程中物料颗粒的温度和含湿量的变化，仿真结果与实验结果吻合良好。该仿真程序对此类问题的研究具有参考价值。     

Airside fin efficiencies for finned-tube heat exchangers with forced convection

The heat transfer and mass transfer fin efficiencies were analyzed numerically to show that popular models for heat transfer fin efficiency for circular fins are not always reasonable.The numerical results show that the effective heat transfer area of a circular fin increases several times faster than that of a straight fin for the same tube radius.Then,a simple but accurate heat transfer fin efficiency model was developed and verified by numerical results for a wide range of fin designs.This model predicts...     

Study on wet patterning of thin films in vertical‐transfer wet station for thin‐film‐transistor manufacturing

Abstract— To overcome the “pseudo‐puddling effect” in a low‐angle‐tilt transfer system with an oversized glass substrate over 2 m, a vertical transfer is suggested. The aim of the present work is to study the wet‐etching behavior of an aluminum/molybdenum double layer deposited on the glass substrate in a vertical transfer wet etching system and compare it with a typical 5°‐tilt‐transfer system. Compared with the tilt‐transfer wet station, the vertical etching system has three advantages, namely, 50% space savings, higher throughput due to the high etch rate, and good etch uniformity over the entire glass for thin‐film‐transistor application. The computational fluid‐dynamics analysis is used to predict the change of the etch uniformity as a function of the tilt angle of the glass substrate.     

高空台喷雾水滴运动轨迹及流动换热规律数值研究

高空台因其结构特殊,喷雾参数测量较为困难.为探究喷雾水滴在高空台内的运动和传热规律,对喷雾水滴在高空台内的运动和沿程的传质传热过程进行了分析,采用仿真计算的方法,建立了相应的数学物理模型,发展了适用于求解高空台内喷雾水滴沿程速度、温度和粒径的计算方法,可预测水滴沿程相关参数随运动时间和路程的变化规律.通过数值计算结果表明,适当延长试验舱通道长度,可提高水滴的跟随性;气流参数对水滴运动轨迹存在一定影响;喷雾水滴运动过程中的传质传热作用对于水滴沿程粒径变化影响较为明显.研究结果为高空台进行进气结冰试验提供了理论依据.