基于改进颗粒模型的筒仓卸粮宏细观力学响应模拟研究

离散元模拟常作为研究筒仓卸粮的方法,但由于在模拟中所用颗粒模型多为单一ball单元模型,使得模拟卸粮的颗粒内摩擦远小于真实实验情况,从而导致模拟结果与实验结果误差较大。本研究在已有离散元程序基础上,添加了黏度系数较大的微型颗粒来模拟粉尘,建立了一种改进颗粒模型。基于合理的物理实验,从卸粮过程的宏细观力学响应角度深入探究了改进颗粒模型相对于传统ball单元模型的优势,结果表明,改进颗粒模型的仓壁侧压力曲线振荡幅度更大,与实验情况更吻合。改进颗粒模型的模拟数据曲线与物理实验数据曲线更接近,仓壁动态侧压力曲线标准差相比传统ball单元减小了77.3%。剪切力与位移曲线的标准差相比传统ball单元的标准差减小了12.5%,拟合效果更好。     

基于离散单元法的石材制品物理性能颗粒流模拟

利用离散单元法对5种不同成分的岩石样本进行了参数化建模,通过反复改变颗粒接触弹性模量、平行连接法向及切向强度、颗粒法向及切向接触刚度比、平行连接法向及切向刚度比等物理参数,分别对岩石进行了双轴压缩试验、拉伸试验及四点抗弯试验,得到了与自然石材相近的弹性模量、抗压强度、抗拉强度及抗弯强度等物理性能指标,为研究石材的力学行为提供了依据．     

基于MSC.Marc的针织物悬垂屈曲的数值模拟

 基于MSC.Marc良好的开放性语言接口,引入针织物的细观力学本构模型,建立完整的适合于针织物悬垂屈曲模拟的数值分析模型,模拟其在自重作用下的悬垂及屈曲,该细观本构模型描述了针织物由于其细观针织结构而特有的力学性质。采用8结点壳单元离散织物片,这种壳单元被特别设计,能描述织物片在悬垂中发生的大转动。分析了织物片的屈曲模态,计算了其后屈曲变形,并进行了方形织物片的悬垂和屈曲实验,模拟结果和实验观测结果一致。最后给出其变形的动态过程模拟。     

宽窄扩压器失速机理模拟分析

针对扩压器在小流量下失速的现象,利用FLUENT对单扩压器模型进行了数值模拟,分别对扩压器的稳定状态和失速状态进行了分析。在稳定状态下,扩压器进口的气体给定均匀、周向射流尾迹分布及轴向线性分布,结果表明轴向不均分布影响较大;而在失速状态下,模拟了失速的发展过程,并分析结构参数对失速的影响,重点讨论了扩压器宽度的影响。结果表明,不同宽度的扩压器存在不同的失速机理。     

PFC2D滑坡阻河机理及冲击致灾数值模拟研究

为进一步完善建立在离散元程序上的滑坡汇河阻河致灾机理的数值模拟,以ball-wall方法建立滑坡模型,对滑坡涌入河道后的堆积体形态进行研究。结果表明:在坡高、河宽、方量三个影响因素中,河宽对于滑坡是否阻河占首要地位,在河宽较小时滑坡入河后容易阻河,河宽较大时则不易阻河。方量和坡高对堆积体形态也有一定的影响,坡高越高,方量越大越容易造成阻河。滑坡的最大冲击荷载受到河宽和坡高的双重影响,坡高越高,河宽越小冲击力越大。     

仓泵式气力输送小麦颗粒流化特性数值模拟

为探索仓泵式气力输送罐体及引出管内小麦颗粒的流化特性,利用Solidwoks软件建立等比例发送装置三维模型,采用Fluent软件对输送压力为0.3 MPa时的发料过程进行模拟,并利用CFD-Post软件进行数据后处理。以引出管入口端面中心处为测量点,测得前0.4 s小麦颗粒平均湍流强度为0.24。发料过程中,引出管入口处的压力及颗粒速度分别下降17.1%和6.18%,出口处的压力及颗粒速度分别下降25.9%和6.1%;出口处的压力相对入口处下降97%,颗粒速度相对入口处增加17.3%。最后时刻入口处及出口处的气相速度分别增至26.12 m/s和20.13 m/s,整体发料过程颗粒平均湍流强度为0.11。研究为气力输送小麦流化设备的设计提供理论依据。     

黏性颗粒在聚偏氟乙烯纤维膜内部沉积特性数值模拟

为了探究黏性颗粒在纤维过滤介质上的沉积特性,通过随机算法建立聚偏氟乙烯纤维膜的三维模型,并采用离散单元法进行了纤维膜内部的气固流动模拟,引入JKR颗粒接触模型,研究了颗粒表面能与碰撞恢复系数对黏性颗粒的运动与沉积特性影响,获得了黏性颗粒在纤维表面沉积的最佳表面能和碰撞恢复系数,并在此基础上研究了粒径2～7μm黏性颗粒的沉积与受力情况。结果表明：颗粒表面能、恢复系数与粒径均为影响黏性颗粒沉积特性的重要因素,表面能的减小,恢复系数或粒径的增大,能够使捕集效率增大,颗粒在纤维表面更易形成稳定的沉积与团聚形态。     

用于调酸的静态混合器改进与流态模拟

采用Fluent软件对用于调酸的衬四氟乙烯静态混合器(商用混合器)进行数值模拟,速度矢量显示:各个截面均有速度的变化和湍流,矢量的极大值均集中在近壁面区域,流体持续同方向旋流,重定向功能相对较弱,经过混合单元改进后,重定向功能更强,混合效率更高。改进混合器经混合单元后硫酸相体积分数分布范围明显窄于商用混合器,硫酸的混合更均匀。除第一个混合单元出口外,其余混合单元出口,改进混合器的分离强度均优于商业混合器。改进混合器经二个混合单元分离强度混合均匀,而商用混合器需三个混合单元才能混合均匀。商用混合器总的压力降为5049.768Pa,改进混合器总的压力降为10897.998Pa,改进混合器的压力降大于商用混合器,均在可接受范围。     

基于CFD数值模拟的纸浆压力筛筛鼓棒条形状改进分析

为了提高纸浆压力筛的产量,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)对压力筛筛鼓棒条周围的流场进行数值模拟。通过比较压力筛筛鼓棒条形状变化时的流场压力、湍流动能和速度云图的变化,发现棒条形状变化时,涡流的位置和大小也发生变化。在其他工作状态及结构条件不变的情况下,棒条形状改变,还会引起出口流量的变化,即棒齿宽度AB值对筛浆口流场产生一定影响,该值存在一个最优值。     

基于粒子群算法的曲柄滑块机构优化设计

针对带有约束条件曲柄滑块机构优化设计问题,提出将混合惩罚函数法与粒子群优化原理相结合算法,使带有约束条件问题转化为无约束优化问题,通过实例进行测试,将其结果与常规优化设计结果进行比较,结果表明PSO算法在曲柄滑块机构优化设计中具有实用性强、有求解准确可靠等优点,是一种有效的求解方法。     

基于改进粒子群算法的平房仓粮温BP神经网络预测模型建立

在传统的BP神经网络预测模型的基础上引入改进的粒子群算法对神经网络中的权值和阈值进行不断优化,针对平房仓内部不同温度监测点处的粮食温度建立预测模型,改进后的粒子群算法拥有更好的局部寻优能力和全局寻优能力,较传统的BP神经网络预测拥有更精确的预测精度,更小的预测误差,使优化后的BP神经网络能快速的从历史粮温中总结平方仓粮温变化规律,实现平房仓粮温的预测。     

储粮库地上通风笼的仿真与优化

采用CFD技术对通风笼的机械通风过程进行仿真,并对普通U型风道进行优化.结果表明:小u型风道提高了通风的均匀性、有利于消除通风死区且降低了能量损失;另外,间歇通风比连续通风更节能,是一种可行的实际操作方式.     

转杯纺纱器气流场形成机制的数值分析

转杯纺纱机在正常工作时纺纱器中的气流场主要受气泵抽气机制和转杯旋转机制影响,为研究这2种机制对纺纱器中气流场形成的作用,设计了3种对应不同作用机制的工况,且基于计算流体动力学方法对这3种工况中的流体域进行了数值模拟,并对其气流场的速度分布和压力分布特征进行了分析。数值计算结果表明:转杯纺纱器中的气流场是由抽气机制和旋转机制共同决定的;抽气机制为纤维输送提供了必要的气流速度和负压条件,旋转机制有利于纤维向转杯滑移面的顺利转移和纤维的有序排列,以及其向凝聚槽的凝聚;在这2种机制的共同作用下形成了转杯纺独特的气流纺纱环境。     

基于质点模型的横编织物结构研究与计算机模拟

为分析线圈类型对织物形态的影响,在STOLL公司生产的3.5.2机号的HP530型电脑横机上编织一系列成圈、浮线、集圈和移圈结构单元组合的织物,利用超景深显微镜拍摄并测量线圈结构参数,总结出不同结构对织物形态的影响规律。从力学角度研究织物线圈变形的根本原因得出,由于织物中线圈类型的改变,打破原有的受力平衡,造成纱线张力的改变,在张力作用下纱线在相邻线圈之间发生转移,从而导致织物形态改变。将织物中的线圈简化为质点,线圈的变形规律被转化为质点系统的位移规律,该研究为利用质点系统进行横编织物的计算机模拟仿真提供理论研究基础。     

Synergistic mechanism of steam blanching and freezing conditions on the texture of frozen yellow peaches based on macroscopic and microscopic properties

Freezing and blanching are essential processing steps in the production of frozen yellow peaches, inevitably leading to texture softening of the fruit. In this study, the synergistic mechanism of stem blanching, freezing conditions (−20°C, −40°C, −80°C, and liquid nitrogen [−173°C]), and sample sizes (cubes, slices, and half peaches) on macroscopic properties of texture, cellular structure, and ice crystal size distribution of frozen yellow peaches were measured. Blanching enhanced the heat and mass transfer rates in the subsequent freezing process. For nonblanched samples, cell membrane integrity was lost at any freezing rate, causing a significant reduction in textural quality. Slow freezing further exacerbated the texture softening, while the ultra-rapid freezing caused structural rupture. For blanched samples, the half peaches softened the most. The water holding capacity and fracture stress were not significantly affected by changes in freezing rate, although the ice crystal size distribution was more susceptible to the freezing rate. Peach cubes that had undergone blanching and rapid freezing (−80°C) experienced 4% less drip loss than nonblanched samples. However, blanching softened yellow peaches more than any freezing conditions. The implementation of uniform and shorter duration blanching, along with rapid freezing, has been proven to be more effective in preserving the texture of frozen yellow peaches. Optimization of the blanching process may be more important than increasing the freezing rate to improve the textural quality of frozen yellow peaches.     

基于丝状单元的木塑复合板材制备及包装应用性能研究

研究以高密度聚乙烯塑料(HDPE)丝状单元代替传统胶黏剂制得的新型木塑复合材料的性能及其在包装领域的应用特性.以桉木丝为原料,采用热压成型的方式制备木塑复合板材,研究了板材密度、偶联剂和HDPE含量对板材性能的影响,通过ANSYS Workbench软件建立包装箱有限元模型,分析箱体在静态弯曲条件下受力情况和承载特性....     

基于Fluent低压旋流喷嘴下游流场数值模拟及分析

运用Fluent软件模拟了低压旋流喷嘴下游流场喷雾情况。利用欧拉-拉格朗日模型模拟气液两相耦合流动。模拟显示:喷嘴喷雾形状为空心锥状,与实验得到的喷雾形状相符。喷雾的液滴速度分布于15～25m/s之间,且随轴向距离的增大而减小;喷雾的液滴直径沿轴向距离增大而增大。     

基于MatLab的纺机常用机构的计算机辅助分析与仿真

在纺织机械机构的设计过程中,为能直接看到机构的动态运动过程及其任一点或杆的运动参数(位移、速度、加速度),依据平面连杆机构的基本组成原理和拓扑学知识,建立机构的结点基本信息数据库和约束关系数据库,分离出独立的基本杆组并对其求解,应用MatLab语言编制通用程序,建立了平面连杆机构的计算机辅助分析与仿真系统,并以经编机沉降片为例对结果进行验证。结果表明,对任一给定的机构,仅需输入已知信息,就可以得到其动态仿真图形及其任一点或杆的运动参数。