连铸圆坯非均匀传热/凝固行为的无网格计算方法

基于移动最小二乘近似和变分原理,推导并建立了基于无网格Galerkin (EFG)法的连铸圆坯二维横截面传热/凝固计算模型。以实测结晶器热流为边界条件,模拟分析了圆坯的非均匀凝固行为,重点讨论了节点布置和支持域尺寸等影响无网格模型适用性和计算精度的关键问题。结果表明,建立的EFG模型在节点布置上十分灵活,提出的直角坐标系下的"同心圆"式节点布置方案,可以很好地处理圆坯曲线边界及坯壳凝固界面推进的问题。在支持域尺寸为平均节点间距的1.7倍时,均匀和随机2种节点布置方式下,模型都达到了较高的计算精度。研究结果证实了EFG模型应用于铸坯非均匀传热、凝固计算的可行性和正确性,在凝固界面追踪中体现出显著优势,为后续铸坯传热-力学行为耦合和裂纹预测的研究提供了基础。     

障碍空间中基于网格的不确定数据聚类算法

为了解决已有研究成果无法有效解决动态障碍空间中的不确定数据聚类问题,根据障碍集合是否发生变化,分别解决静态障碍和动态障碍空间下的聚类问题。提出了静态障碍空间中的不确定数据聚类算法(DBSCAN clustering algorithm for static obstacles in grid space,STA_GOBSCAN)、障碍物动态增加情况下的不确定数据聚类算法(DBSCAN clustering algorithm for dynamic increase of obstacles in grid space,DYN_GOCBSCAN)、障碍物动态减少情况下的不确定数据聚类算法(DBSCAN clustering algorithm for dynamicreduction of obstacles in grid space,DYN_GORBSCAN)和障碍物动态移动情况下的不确定数据聚类算法(DBSCAN clustering algorithm for dynamic movement of obstacles in grid space,DYN_GOMBSCAN),采用KL距离对不确定数据进行相似性度量,并利用网格对数据空间进行划分。理论研究和实验结果表明所提出的算法具有较高的效率和准确率。     

一种基于重叠网格的反应堆控制棒落棒行为分流域耦合仿真方法

本文提出了一种基于重叠网格的反应堆控制棒落棒行为分流域耦合仿真方法,该方法分别建立了控制棒单棒和驱动杆的二维轴对称重叠网格模型,保证控制棒和驱动杆的部件网格和背景网格能够根据落棒运动规律自适应地变化。两个流域在每个时间步长内交换流体阻力计算结果,并根据运动方程求解得到的速度来更新控制棒和驱动杆的运动状态,实现分流域耦合。本方法建模简单,通用性好,计算中考虑了驱动线流道形状的影响,且在计算时间和求解精度之间取得了良好的折中,此外,本方法在计算条件允许的情况下,还能较容易地扩展到三维模型。本文采用该方法对某反应堆控制棒驱动线的落棒行为进行了仿真,结果表明:计算结果可信。     

双筒水流中单颗粒差异旋转惯性力的数值模拟

在实体模型试验的基础上,采用DPM多相流模型模拟泰勒窝胞试验,并将滑移网格运用于同心双筒旋转水流模拟,对水流中单颗粒的运动进行了数值模拟,探讨了单颗粒的运动特性与受力规律。模拟结果表明:1旋转水流体系中水流速度越小,单颗粒发生离心运动的趋势越明显;2当内筒持续旋转、外筒静止时,差异旋转惯性力在数值上小于离心力,但二者属于同一个数量级且方向相同,单颗粒做离心运动,当内筒持续旋转再静止、外筒静止时,差异旋转惯性力与离心力方向相反,在数值上差异旋转惯性力大于离心力,单颗粒做向心运动;3无论内筒是持续旋转还是先旋转后静止,雷诺数均呈逐渐减小趋势,径向受力影响着单颗粒的运动状态。     

某型发动机自反馈调节阀动态仿真分析

基于FLUENT软件提供的计算方法和物理模型，利用动网格技术及用户自定义函数（User-define Function，UDF），对发动机预燃室调节阀的自反馈调节过程进行动态数值模拟，并分析阻尼参数对调节效果的影响。结果表明：自反馈机构可实现对不同压力扰动的及时响应，具有稳定流量的效果，改变阻尼参数可对调节响应速度和流量稳定性进行优化，其中摩擦力对调节影响最显著。     

基于6DOF的高速射弹入水超空泡特性研究

根据非定常不可压缩流动的N-S方程和k-epsilon湍流模型,利用VOF多相流模型和Schnerr-Sauer空化模型,采用6DOF动网格,对反鱼雷射弹的入水过程进行了仿真。主要研究了两种具有不同空化器形状的射弹分别在入水角为30°和60°的工况下超空泡的形态和发展过程,以及阻力系数的变化情况。将仿真得到的空泡轮廓同经验公式计算结果进行对比,将仿真所得的弹体运动速度同在靶场进行实弹射击的测速结果进行对比,论证仿真程序的可靠性。结果表明:仿真结果与经验公式计算结果、实弹射击结果吻合程度较好,仿真成果可靠性较高;空化器形状对于阻力系数的大小有较大影响,入水角度对阻力系数的变化趋势有较大影响;弹体完全入水后升力系数、阻力系数因尾拍扰动而在一定范围内振荡,大入水角下弹体尾翼对水面的撞击较小入水角下剧烈。研究结果可为进一步研究反鱼雷射弹结构和超空泡射弹的优化提供必要参考。     

基于支持向量机模型的地表下沉系数计算参数寻优

为准确快速地对地表下沉系数进行预测分析,提出基于支持向量机(SVM)的地表下沉系数的SVM预测模型,结合我国典型的地表移动观测站实际案例,分别采用网格参数寻优算法、遗产算法(GA)、粒子群算法(PSO)对SVM模型进行参数寻优,并采用考虑交叉概率的改进GA算法对地表下沉系数进行预测.结果表明,改进的GA算法预测回归系数可达到0.95271,适合地表下沉系数预测分析,预测准确率最高.     

有限元分析中网格划分对轮合金轮毂强度分析的影响

计算机技术和仿真软件的进步,在整个机械行业中的作用正在不断凸显出来,作为新时期的软件技术,ANSYS有限元分析系统有力的推动了铝合金轮毂行业的发展。ANSYS有限元分析使铝合金轮毂在开发过程中形成了结构分析和强度改进的闭环系统。针对公司为某客户生产的一款铝合金轮毂在试制时13度冲击试验时失效情况,对有限元分析软件中的网格划分进行改进,虚拟冲击台架试验,通过分析结果,结合实际车轮试验失效情况,对车轮结构参数进行了修改,修改后车轮顺利通过了13度冲击试验。     

某金融大厦斜交外网格塔楼结构设计

某金融大厦采用菱形斜交网格支撑钢框架+混凝土核心筒混合结构体系。通过角柱的连续倒塌分析,结构在偶然荷载作用下不会发生连续倒塌;在整体结构分析中,对重要的角柱节点局部采用精细有限元模拟,分析结果表明节点不会先于构件发生破坏;为得到不同构件的最大内力和变形,提出设计时采用4种不同的结构模型;进行了结构动力弹塑性分析,定性地找出了结构的薄弱部位,并提出相应的加强措施;振动台试验结果表明结构体系安全可靠。