误差激励作用下三维矩形液舱晃荡数值仿真

原始激励的随机小幅变化会对晃荡载荷造成不确定影响,往往具有较强的随机性和非线性现象.通过计算流体力学(Computational Fluid Mechanics,CFD)方法构造三维矩形液舱载液率为85%的晃荡数值模型,并基于相同条件开展模型晃荡实验;通过追踪自由表面变化和晃荡冲击压力时程比较分析验证数值模型的有效性.基于原始激励构造一定误差变化范围(2%,5%和10%)内的误差激励,通过数值模拟分别提取拐角监测位置处的晃荡载荷时程曲线.研究结果表明:在不同误差激励下,虽然晃荡波形和频率基本一致,但压力峰值偏差与误差大小不呈现正相关效应,最大偏差约为33.17%;微小激励误差有可能对晃荡载荷结果造成较大的偏差影响.     

液化天然气船液舱的晃荡

几乎对于任何移动的船舶或车辆,若所装液体具有自由液面,则必须考虑晃荡问题．主要有2个引起晃荡现象的因素：一个是舱内液体共振激励,在很多实际情况下主要关心的是那些频率在流体运动的最低阶自然频率附近的激励;另一个是液舱的瞬态运动．     

基于装配的液舱三维建模与仿真

船体结构复杂,液舱及其主要构件占实际舱容约99%的型舱容.由于实际使用中发现近似计算存在的误差较大,准确地建立液舱模型就成为准确计算舱容的关键和研究热点.本文根据液舱舱体和构件特征,采用Top-Down设计方法和基于wAVE的全相关产品设计技术,通过建立引用集对液舱舱体和构件进行参数化建模,实现了液舱在多种浮态下的三维建模与仿真,为舱容计量提供了准确的三维模型.     

PHAST软件对液化天然气泄漏扩散的研究

天然气在现代生活中应用越来越广泛,为了在紧急情况下能够正常供应液化天然气,我国的部分城市已建造了大型液化天然气储罐。由于液化天然气易燃易爆性,模拟其发生火灾爆炸的可能性具有重大的借鉴作用。本文运用挪威DNV公司研制的PHAST软件输入发生事故时的真实场景,包括设备类型,物质种类,存储参数,泄漏方式,周围环境(大气温度、湿度、稳定度、风速)等设置,模拟液化天然气储罐发生不同的泄漏事故,绘出能够真实描述事故危害的计算机图表、报告等评价结果。运用PHAST软件模拟得出不同的孔径,不同的风速,不同大气稳定度的条件下,泄漏扩散浓度定量分析的结果,通过下风向距离,云团宽度来描写火灾爆炸区域,为提高我国液化天然气的安全管理水平,降低事故风险提供依据。     

基于SPH方法的弹性体贮箱内液体晃动特性分析

采用Abaqus中的光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)求解器分析贮箱液体晃动.通过理论解验证SPH算法分析液体晃动的可行性;考察贮箱模型分别为弹性体和刚体时的压力变化,可知刚体贮箱的峰值压力比弹性体的大且其峰值出现更早;考虑贮箱为弹性体,研究在各因素下充液贮箱的晃动特性,包括充液量、晃动转角、液体材料属性和周期等.当贮箱充液量为2/3左右时,贮箱受液体晃动影响最明显;随着晃动转角的增大或周期减小,贮箱结构变形显著增大;液体材料属性对贮箱的影响有限.     

基于拉格朗日描述的罐车内液体晃动模拟

基于拉格朗日描述的柔性多体系统动力学理论,采用绝对节点坐标有限元方法描述液体大变形运动,开展铁路液罐车内液体晃动模拟研究.本方法能够模拟液体自由表面的连续性变化,并适用于研究具有复杂外形容器的内部液体晃动问题.基于流体力学牛顿体基础理论,推导液体粘性方程和满足体积不可压缩的条件方程;采用基于绝对节点坐标方法描述的实体单元进行液体网格划分;采用罚函数方法描述液体与罐体之间的接触关系,组建液体-罐体耦合多体系统动力学方程.仿真计算液罐车内液体的横向和纵向晃动行为,发现液体自由表面形状呈非线性变化,不同断面处的高度和形状不同.     

注塑成形中气体反压技术的数值模拟

针对某平板注塑成形过程,通过改变气体反压（Gas Counter Pressure,GCP）压力场,用ANSYS CFX模拟GCP技术对成形质量的影响.由模拟结果可知：在GCP压力作用下,熔体的流动形态发生明显变化.当GCP压力增大时,熔体的最大流动长度减少,且熔体流动速度和剪切应变速率呈下降的趋势.在充填时间内,GCP压力由0增加到2 MPa时,塑料熔体沿流动方向上的速度由0.52 m/s下降到0.45 m/s,熔体的最大剪切应变速率最大降低42.7%.     

基于自适应步长的天然气管网动态仿真

根据天然气在管道内部流动缓慢时,压力变化小,反之压力变化大这一特点,提出一种步长依据流量值自适应调整的天然气管网动态仿真方法。该方法通过将管道各点的流量值与基准值进行比较来调整各点步长,然后采用直线法求解天然气流动的动态模型。实例仿真表明：自适应步长法在相同的计算精度下,相比固定步长法具有较高的计算速度。     

非平衡分子动力学在炭膜气体分离CH4/CO2中的模拟研究

通过建立单孔狭缝模型,采用非平衡分子动力学方法研究CH_4/CO_2二元气体混合物通过管状炭膜的传递和分离特性,考察了系统温度、气体组成和膜孔径对通量的影响。模拟过程中将膜低势,区压力取为更符合实际情况的非零值(大于零)。研究结果表明,在温度为20℃～160℃范围内,随温度升高,CH_4的通量增加,CO_2的通量则先降低后升高(80℃出现最低值);随混合气中CH_4组成的增加,CO_2通量下降、CH_4通量升高;随膜孔径增大,CH_4通量先增后减(9.77 (?)时出现最大值)、CO_2通量则呈下降趋势。以上模拟结果与实验数据相比较,吻合良好。在此基础上,本文还考察了跨膜压差对过程的影响,发现CH_4和CO_2的通量均随跨膜压差的增大而增大,膜的分离性能则随之降低。本研究结果充分表明,所建模型能够正确地描述CH_4/CO_2气体混合物的炭膜分离过程。