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为了适应复杂的几何形状,避免传统的规则矩形元胞不能均匀地覆盖设计区域的问题,实现主轴结构耦合场热拓扑优化设计,提出基于不规则元胞的混合元胞自动机法(HCAM)耦合场主轴热拓扑优化设计方法. 该方法以数值传热学的相关理论为基础,用三角形元胞来替代传统的矩形元胞,并引入局部网格细化的思想,在应力集中或应变急剧变化的区域实现局部元胞细化,使得整个结构的元胞尺寸自适应变化. 通过案例对比分析验证了该方法的可行性,该方法可以有效地适应复杂结构形状、减少元胞单元和有限元网格的数量以及降低元胞单元与有限元网格之间映射的难度. 利用不规则元胞的HCAM对主轴结构进行不同工况下的温度-结构场耦合热拓扑优化设计研究,最终获得的热拓扑优化构形结果不仅减少了主轴结构材料,而且改善了其热态特性. 相似文献
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Bohumir Jelinek Mohsen Eshraghi Sergio Felicelli John F. Peters 《Computer Physics Communications》2014
An extremely scalable lattice Boltzmann (LB)–cellular automaton (CA) model for simulations of two-dimensional (2D) dendritic solidification under forced convection is presented. The model incorporates effects of phase change, solute diffusion, melt convection, and heat transport. The LB model represents the diffusion, convection, and heat transfer phenomena. The dendrite growth is driven by a difference between actual and equilibrium liquid composition at the solid–liquid interface. The CA technique is deployed to track the new interface cells. The computer program was parallelized using the Message Passing Interface (MPI) technique. Parallel scaling of the algorithm was studied and major scalability bottlenecks were identified. Efficiency loss attributable to the high memory bandwidth requirement of the algorithm was observed when using multiple cores per processor. Parallel writing of the output variables of interest was implemented in the binary Hierarchical Data Format 5 (HDF5) to improve the output performance, and to simplify visualization. Calculations were carried out in single precision arithmetic without significant loss in accuracy, resulting in 50% reduction of memory and computational time requirements. The presented solidification model shows a very good scalability up to centimeter size domains, including more than ten million of dendrites. 相似文献
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随着经济的发展和市场竞争的加剧,企业必须能够快速且准确地满足市场和用户的各种需求。Web服务组合正是由于单个Web服务不能满足企业及用户的需求而产生的一种技术,而如何确保组合的正确性来实现服务增值是一个尚未完全解决的问题。针对此问题,提出了一种基于符号模型检测器NuSMV对Web服务组合进行验证的方法,并提出了基于消息会话的Web服务有限状态自动机的形式化定义。最后实例验证了Web服务组合交互的正确性和有无死锁状态现象,进一步证明了方法的可行性。 相似文献
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A two-dimensional(2-D)multi-component and multi-phase cellular automaton(CA)model coupled with the Calphad method and finite difference method(FDM)is proposed to simulate the gas pore for-mation and microstructures in solidification process of hypoeutectic Al-Si-Mg alloys.In this model,the pore growth,and dendritic and eutectic solidification are simulated using a CA technique.To achieve the equilibrium among multiple phases during ternary Al-based alloy solidification,the phase transition thermodynamics and kinetics are evaluated by adopting the Calphad method.The diffusion equations of hydrogen and two solutes are solved by FDM.The developed CA-FDM coupled model can be used for sim-ulating the evolution of gas microporosity and microstructures,involving dendrites and irregular binary and ternary eutectics,of ternary hypoeutectic Al-Si-Mg alloys.It has the capability of reproducing the interactions between the hydrogen microporosity formation and the growth of dendrites and eutectics,the competitive growth among the growing gas pores of different sizes,together with the time-evolving concentration fields of hydrogen and solutes.The simulated morphology of gas pore and microstructure has a good agreement with the experimental observation.The influences of the initial hydrogen concen-tration and cooling rate on the microporosity formation are investigated.It is found that the main portion of porosity formation occurs in the eutectic solidification stage through analyzing the profiles of porosity percentage and solid fraction varying with solidification time.The varying features of simulated porosity percentage,the maximum and average pores radii indicate that increasing initial hydrogen concentration promotes the formation of higher final porosity percentage and larger pores,while the size of gas pores will significantly reduce with increasing cooling rate,leading to a lower final porosity percentage. 相似文献
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