LNG储罐火灾环境热响应数值分析研究

建立了LNG受热自然对流及气化传质数学模型。针对立式全容储罐不同火灾情况的热响应过程进行三维数值模拟。分析了不同火灾情况下,不同充装率对LNG储罐热响应的影响。研究表明：火灾初期,罐内温升较快,自然对流剧烈。罐体充装率相对越高,罐内压力响应越快,温度响应越慢。且池火情况充装率对压力的影响更大。喷射火灾引起的热响应快于池火火灾。计算结果与相关文献吻合较好,可为工程应用提供一定的理论指导。     

变分多尺度有限元方法中分析/数值求解细尺度解的研究

变分多尺度有限元方法中的细尺度解对数值解有着重要的影响,其可通过分析方法或数值方法求得.作者在文中分别采用上述两种方法对细尺度解进行了求解,并将这两种求解方法用于对流占优的对流扩散方程的求解,比较了它们的优缺点.数值求解结果表明:求解对流占优的对流扩散方程时,虽然分析和数值求解细尺度的变分多尺度有限元法均能得到精确的数值解,但是后者比前者具有更高的稳定性,同时也需要较多的计算时间.     

求解一维对流扩散方程的高精度紧致差分格式

对空间变量四阶紧致格式进行离散,时间变量保持不变,把一维对流扩散方程转化为常微分方程组的初值问题,再利用梯形方法构造对流扩散方程的时间二阶空间四阶精度的一种差分格式,并稳定性进行分析,数值结果与Crank-Nicholson 格式进行比较,数值结果表明,该方法可以很好地解决对流扩散方程的数值计算。     

低温下LNG储罐混凝土外罐的静力性能分析

以160 000 m³ 液化天然气LNG储罐混凝土外罐为研究对象,借助ANSYS有限元,针对LNG低温液体发生泄漏时,在低温作用下的受力与变形性能展开模拟研究,获得了稳态对流换热条件下的温度场及其温度应力分布．采用热-固耦合分析方法,将低温液体作用下的混凝土外罐罐壁处的温度应力与其他静力荷载作用下的内力进行了不同工况下的内力组合,确定了结构的最不利内力包络图,并以此为依据对LNG储罐混凝土外罐罐壁进行了预应力钢筋的配筋计算与布置．研究结果表明:低温液体下产生的温度应力使LNG储罐混凝土外罐发生整体向内收缩变形的趋势;罐内液体压力对结构内力及变形起主导作用;满液位泄露时LNG储罐混凝土外罐的薄弱部位位于距底板约10 m高度处．     

含氮1%的液化天然气低温分层贮存研究

针对含氮1%液化天然气储罐内分层现象,通过建立模型并求解N-S方程获得距液面不同高度下温度计算表达式。结合给定储罐及所处环境参数,计算随时间变化储罐内温度分布并绘制温度变化曲线,该表达式所得理论数据与已有实验数据比较符合,与液氢热分层数值模拟结果温度分布趋势比较一致,进而为LNG储罐内分层发生翻滚的极限即判据的进一步研究提供理论支持。     

大型全容式LNG储罐基础隔震地震响应分析

为了给大型LNG储罐基础隔震设计提供理论和技术支撑,将混凝土外罐依据的剪切悬臂梁理论,钢制内罐依据的速度势理论,引入隔震层刚度和阻尼,建立了LNG储罐基础隔震体系的等效力学模型;应用Hamilton原理,推导了LNG储罐基础隔震体系运动方程,给出了地震响应的理论表达．针对160 000 m³大型LNG储罐进行数值分析,结果表明:除晃动波高外,基底剪力和倾覆弯矩减震效果明显;进行LNG储罐基础设计时,要考虑外罐的影响,而钢制内罐设计时,可以忽略外罐的影响;LNG储罐隔震设计时,要考虑隔震对晃动带来的影响,进行优化设计．     

一维对流扩散方程的勒让德神经网络解法研究

针对一维对流扩散方程的数值解,利用勒让德多项式的微分性质及矩阵张量积性质,提出一维对流扩散方程问题的勒让德神经网络方法.主要采用勒让德神经网络构造微分方程的近似解,重点研究了神经网络模型中网络拓扑结构对数值结果的影响.数值实验结果表明,对给定的样本,计算精度及运行时间受隐层神经元数影响.     

基于断桥结构LNG罐式集装箱内接管传热分析

深冷液化天然气（LNG）罐式集装箱是最典型的运输液化天然气的设备,具有机动性高、灵活性强的优点,由于罐式集装箱运行工况较为复杂,罐内介质易燃、易爆且需在低温环境下储存,因此对集装箱的保冷性能要求较高。基于有限元理论结合实际工况,利用ANSYS软件针对LNG罐式集装箱顶部进液管沿轴向的漏热量问题进行计算和分析,发现其沿轴向的热流密度大,外界环境中的热量极易沿管路传入到罐内,传热速率快,特将断桥结构引入到管路的优化设计中,提出改进方案以实现热流阻断的效果。     

一类对流扩散方程组的差分格式与稳定性

提出了数值求解一类对流扩散方程组的一种两层隐式差分格式．采用von Neumann方法证明了格式是无条件稳定的,并且在每一时间层上只用到“和”的3个网格点．因此,只要计算分块3对角线性方程组即可．数值实验结果验证了该方法的精确性和可靠性．     

打印电路板式换热器流动与传热数值模拟研究

印刷板式换热器是一种新型高效紧凑式微型通道热交换器,具有紧凑、耐高温、高压的优点,在太阳能、液化天然气和核能等清洁能源领域受到广泛地关注与重视。针对印刷板式换热器应用于LNG行业的汽化器,采用超临界氮气作为工作流体。利用数值模拟和理论分析的方法研究PCHE不同流道弯曲角度、不同直径下进口截面温度变化对内部流动与传热效率的影响。结果表明,弯曲角度增大时,所对应的对流换热系数的数值也随着增大,压降也随之升高;流道直径的加大不仅使对流换热系数增强,压降也随之减小,有较好的传热效果。     

减摇水舱在船上的布置问题研究

减摇水舱在船上的布置位置对减摇效果影响较大,特别是在垂直方向的布置对减摇效果有很大的影响,本文基于“船舶-水舱”系统的运动微分方程,详细分析了减摇水舱在船上垂直方向布置对船舶横摇模型质量惯性矩、横摇复原系数、横摇固有频率、船舶横摇运行和舱内液体运动的影响,通过对给定船舶减摇水舱的实例分析,指出了除水舱固有频率和阻尼外,垂直方向布置也是影响水舱减摇性能的主要因素之一,并给出了最佳减摇时水舱垂直布置的条件。     

非对称轧制力能参数与带钢张应力分布规律

为深入了解带钢轧制过程中非对称因素对轧制力能参数与带钢张应力分布的影响,应用ABAQUS非线性有限元软件对轧制过程进行二维建模及仿真分析,以轧辊驱动方式非对称、上下工作辊与带钢间接触摩擦润滑条件非对称以及存在异步轧制等3种非对称因素作为研究对象,计算并分析上述非对称因素及其程度对于轧后带钢内部张应力分布、轧制力以及轧制扭矩的影响规律,进而定量分析与比较3种非对称轧制因素对于轧制过程中的力能参数和厚向张应力分布规律的影响程度. 仿真计算表明：3种非对称轧制状态都会导致轧后带钢厚向张应力分布的不对称;3种非对称轧制状态都会明显改变轧制过程力能参数大小;与相应对称轧制状态相比,有些非对称因素可以不同程度地降低轧制力和轧制扭矩. 轧制过程中的非对称因素从不同的角度来分析,是利弊共存的.     

简单断面型钢计算机辅助优化孔型设计的研究

选择纯轧制能耗最小为目标函数,考虑了咬入角,允许轧件轴比和允许轧制压力为约束条件,采用动态规划的最优化原理,建立了简单断面型钢计算机辅助优化孔型设计程序系统,即CARD程序系统。该系统由计算部分、数据部分、图形显示输出和绘图部分组成。可用于中型轧机新孔型设计,或对已有孔型进行分析。所设计新孔型已投产使用。生产实践表明,与旧孔型相比,不但可以大幅度地降低轧制电耗,而且能提高轧机的平均小时产量,经济效益明显提高。     

Preset model of bending force for 6-high reversing cold rolling mill based on genetic algorithm

The hydraulic roll-bending device was studied, which was widely used in modern cold rolling mills to regulate the strip flatness. The loaded roll gap crown mathematic model and the strip crown mathematic model of the reversing cold rolling process were established, and the deformation model of roll stack system of the 6-high 1 250 mm high crown (HC) reversing cold rolling mill was built by slit beam method. The simulation results show that, the quadratic component of strip crown decreases nearly linearly with the increase of the work roll bending force, when the shifting value of intermediate roll is determined by the rolling process. From the first pass to the fifth pass of reversing rolling process, the crown controllability of bending force is gradually weakened. Base on analyzing the relationship among the main factors associated with roll-bending force in reversing multi-pass rolling, such as strip width and rolling force, a preset mathematic model of bending force is developed by genetic algorithm. The simulation data demonstrate that the relative deviation of flatness criterions in each rolling pass is improved significantly and the mean relative deviation of all five passes is decreased from 25.1% to 1.7%. The model can keep good shape in multi-pass reversing cold rolling process with the high prediction accuracy and can be used to guide the production process.     

轧辊偏心自动分层确定阈值滤波法

为计算板带轧机中的轧辊偏心信号,对轧制过程中采集的信号进行滤波是一个关键环节。本文提出一种轧辊偏心自动分层确定阈值滤波法：通过使用第二代小波变换方法,根据由轧辊转速计算得出的轧辊偏心频率来确定小波分解层数,并根据不同层中信号频率范围选取不同的阈值,从而对信号进行滤波。通过与类似工况下小波阈值滤波法比较,轧辊偏心自动分层确定阙值滤波法能更准确的反映轧制过程中的检测信号,为更精确提取轧辊偏心信号、进行有效的轧辊偏心补偿奠定基础。     

带钢冷连轧动态过程仿真设计

针对冷连轧过程进行仿真研究,通过给定干扰量（如来料厚度波动）与控制量（如辊缝和辊速波动）,在计算机上采用数值分析方法研究连轧过程的动态特性,对设计冷连轧过程自动控制系统具有十分重要的意义．     

干平整中工作辊与带钢表面粗糙度对摩擦系数影响的研究

针对干平整轧制过程中工作辊与带钢表面粗糙度对摩擦系数的影响仅能定性分析、不能满足生产需要的问题,经过大量的现场试验与理论研究,充分结合平整机组的设备与工艺特点,基于粗糙度的基本理论,根据干平整轧制过程中摩擦特点构造了反映工作辊及带钢表面粗糙度与摩擦系数之间一一对应关系的数学模型,提出了相应的模型计算策略,并将其应用到宝钢冷轧薄板厂1 220平整机组的生产实践,定量分析了工作辊及带钢表面粗糙度对摩擦系数的影响,有效地提高了轧制压力的预报精度与产品质量,取得了良好的使用效果,具有进一步推广应用价值。     

金属层合板轧制复合工艺国内外研究进展

金属层合板发挥了组元材料各自的优势,实现了单一金属不能满足的综合性能,是近年来国家重点发展的金属结构材料之一,被广泛应用于航空航天、国防军工、交通运输和装备制造等领域.轧制法是金属层合板的主要制备方法之一,具有稳定连续化生产的优势. 本文主要综述了金属层合板轧制复合工艺国内外的研究进展,简述了机械啮合理论、金属键理论等目前被学者认可的几种金属层合板轧制复合假说,分类总结了热轧、冷轧、异温轧制、累积叠轧、异步轧制等复合工艺的优缺点及适用范围,同时通过工程法、流函数法和上限法等理论解析,分析了金属层合板轧制复合工艺技术方面的特点. 针对数值仿真中的待复合界面连接问题,归纳了粘合模型、共节点模型等界面处理模型及应力场、应变场、速度场等相关物理量定值或函数关系的复合判据.基于目前轧制复合工艺存在的不足,提出了研究团队国际首创的残余应力小、板形好且结合强度高的波纹轧制复合工艺,并对轧制复合工艺今后的研究重点作了展望.