固体冲击模拟的轴对称光滑粒子法

为提高光滑粒子（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）法模拟轴对称固体冲击的计算效率,将三维模型简化到二维轴对称平面上;为避免在构造轴对称SPH法过程中对光滑函数进行环向积分,在传统SPH法的基础上通过直接离散的方式,利用导数关系式与SPH法的近似特性,构造在轴对称柱坐标系下具有对称形式的粒子近似方程组．以泰勒杆冲击为例,将该方法的计算结果与实验以及商业软件得到的结果进行对比分析,验证所构造的轴对称SPH法的可靠性和正确性．     

超声速旋转火箭弹气动特性仿真和分析

采用CFD方法,基于剪切应力输运（Shear Stress Transport,SST）湍流模型,求解大长细比卷弧翼火箭弹在超声速情况下的气动力和气动热问题．对火箭弹流场进行数值计算,与实验数据进行对比．采用薄壁模型模拟结构耦合传热,计算在一定海拔和旋转情况下火箭弹的气动加热,并与不旋转的情况进行对比．计算结果表明该数值方法能较好地计算气动力因数和气动热分布．在特定的低转速和海拔情况下的火箭弹温度分布比不旋转的稍微大一点,在旋转情况下的火箭弹尾部截面压力分布不对称,尾部流线更加紊乱;弹头和尾翼前缘温度较高,应当在火箭弹设计中予以考虑．     

基于高精度流线生成的交互流场可视化

高效准确的流线绘制一直是流场可视化的重要研究内容,流线可以对流场的重要特征进行有效的稀疏表示,但流线需要长期的粒子追踪过程及大量的积分计算,在面向大规模流场可视化时时间效率较低,需要高性能计算设备进行辅助计算.本文通过设计一种基于深度学习的高精度流线生成算法,将初始的低精度流线快速映射为稠密的高精度流线,可以在较短的时间内快速生成可靠的流线可视化结果,并在此基础上设计了交互式实时流场可视化系统,涵盖了流场的特征检测,属性关联分析,信息论分析等,帮助用户快速了解流场数据,找到自己感兴趣的区域进行后续进一步深度分析,避免了获取过多冗余数据,同时优化了分析工作的效率,满足用户对于流场结构,特征属性等多维度进行关联分析的需求.     

大型水平轴风力机叶片气动性能优化

为提高风力机将风能转化为机械能的效率,根据我国西北地区的风频风能曲线,用最优设计攻角沿叶片轴线的非线性分布修正传统Wilson算法,优化设计大型水平轴风力机叶片的气动性能. 该优化设计利用Matlab优化工具箱,优化速度干涉因子的迭代计算,提高计算效率;考虑多翼型和变攻角等因素对叶片外形优化的影响,从结构及加工工艺角度修正翼型. 通过对1.2 MW 风力发电机组叶片外形的气动性能计算和优化设计,结果表明该优化设计的有效性和可行性,可为风力机叶片外形设计提供参考.     

基于矢量完全信息熵的流线并行分布方法

[目的]流线可视化效果依赖于流线分布方法,其对矢量场数据的理解有着重要作用.现有的流线分布方法只考虑了矢量场的方向分量,忽略了另一重要的矢量长度信息.此外,为了提高计算效率,本文提出了一种基于矢量完全信息熵的并行流线分布方法.[方法]该方法考虑了矢量方向和长度分量,分块并行计算熵场并以此指导流线的放置.在放置过程中,采...     

超音速舵面热气动弹性仿真

为研究弹翼气动加热效应对结构气动弹性稳定性的影响,建立了热气动弹性仿真模型。根据分层求解的原理,首先采用平板参考温度法进行气动加热计算,进而分析热环境下结构的固有特性,并利用当地流活塞理论计算非定常气动力,在状态空间进行热颤振求解。对某弹性边界全动舵进行了超音速巡航段的热颤振特性分析;结果表明,随着时间的推移,热效应使舵面的固有频率逐渐降低,导致颤振边界下降;一段时间后,固有特性及热颤振特性趋于稳定。分析方法简捷有效,为飞行器结构设计提供了一种工程分析手段。     

渗流场流线构造方法研究

流线是分析渗流场流体流动特性的一个非常重要的工具,其构造方法的研究已受到油藏工程师们的普遍关注。给出了基于约束Delaunay三角网格的等值线和流线生成算法。提出了一种新的计算渗流场压力梯度的方法,借助于“翼边”数据结构,设计了“指南针”算法加速流线的跟踪过程。实例表明,算法具有良好的时空效率,结果能够较为直观地反映出油藏流体在注采井间的运动轨迹。     

多尺度优化中kMC仿真计算效率的优化

为了降低计算代价,实现多尺度优化,本文从微观模型入手,以燃料电池反应-扩散过程为例,在动力学蒙特卡洛法(kinetics Monte Carlo,简称kMC)仿真中引入非结构化自适应建表方法(in situ Adaptive Tabulation,简称ISAT),组成kMC-ISAT混合方法,优化kMC仿真的计算效率。将该混合方法与传统kMC仿真结果进行对比,结果表明采用混合方法能够有效地减少仿真时间,优化计算效率,同时保证仿真的准确性。     

叶轮机械气动计算正问题和临界流量

流线曲率法是叶轮机械气动计算的常用算法,在国内的应用也很普遍.但在计算正问题时,常遇到困难,使应用范围受到限制;除低音速流(流场全部亚音)外,当进口流量稍大,流场中出现局部跨、超音时,很难算出准确的结果。究竟原因何在,如何算出准确的结果,是应用此方法的人们所共同关心的问题.     

基于Aspen Plus的循环流化床锅炉效率的计算

以150T/H中温分离、低循环倍率循环流化床锅炉为背景,采用Aspen Plus建立了循环流化床锅炉模型。将循环流化床锅炉分解为煤裂解、碳及挥发分的燃烧、气固分离、烟气能量回收4个子过程,由以上过程构成完整的循环流化床锅炉模型。用装置现场测得烟气组成检验模型的可靠性,模型计算结果与现场数据吻合良好。通过对循环流化床锅炉的模拟,本文提供了一种基于Aspen Plus模型的方法计算循环流化床锅炉的效率,充分利用装置现场数据,包括各级换热器进出口流股的温度,蒸汽温度、压力、流量等数据,计算出锅炉各项热损失而计算锅炉的效率而得到锅炉效率,也可以直接计算锅炉的有效吸收热量,计算出锅炉的效率。并与采用标准算法的结果进行比较,两者吻合良好。验证了采用Aspen Plus模型计算循环流化床锅炉效率的可行性。与常规法相比,该方法简单易行,不必测定飞灰含碳量、灰渣含碳量、排渣量等数据,能够及时的计算锅炉工况改变后的效率,并得到各项热损失的具体数据,为装置的优化提供指导意见。     

基于光滑粒子流体动力学方法的交互式水流加热仿真

针对传统水流加热仿真中交互困难与效率低下的问题,提出一种基于光滑粒子流体动力学(SPH)的热运动仿真方法,旨在交互式控制水流加热变化过程。首先,基于SPH方法将连续水流粒子化,以粒子群模拟水流的运动,并通过碰撞检测方法将粒子运动限定在容器内;然后,采用第一类边界条件的热传导模型加热水粒子,并根据粒子的温度更新粒子的运动状态,以模拟加热过程中水流的热运动;最后,定义可编辑的系统参数与约束关系,通过人机交互仿真多种条件下水流加热及其运动过程。以太阳能热水器加热仿真为例,通过修改少量参数控制热水器的加热工作验证了SPH方法求解热传导问题时的交互性与高效性,为交互式水流加热在其他虚拟场景的应用提供了便利。     

适合于高效更新的关联规则挖掘算法

实用的关联规则挖掘算法，为了发现事先未知的关联规则，用户需要通过对最小支持度和最小可信度这两个阈值的不断调整来逐步聚焦到那些真正令其感兴趣的关联规则上去，这将是一个动态的交互过程，因此，迫切需要高效的更新算法来满足用户对较快的响应时间的需求，基于这种思想，并深入分析了已有的诸关联规则挖掘与更新算法且指出其共同存在的问题与不足，在此基础上，提出一种当数据库数据不变时，仅扫描数据库一次，即可反复调整最小支持度和最小可信度进行关联规则挖掘与更新的高效、实用的算法，特别在对关联规则进行更新时，该算法对最初和前次挖掘过程中所得到的信息加以充分的利用，从而对关联规则进行更新时算法的执行效率得到进一步的提高，并对算法进行了分析与讨论．     

焦炉烘炉温度控制系统设计与实现

焦炉烘炉是焦炉生产的一道重要工序,烘炉质量对焦炉的寿命有着重要的影响,焦炉烘炉工艺复杂,温度监测点众多,监控困难。针对焦炉烘炉过程中温度的变化规律,利用模糊控制开发设计了焦炉烘炉温度监控系统,详细介绍了其硬件设计和软件功能。本系统实现了炉温的自动监控与数据管理,提高了生产效率,有效地保证了烘炉工作的高效运行,具有很高的应用前景。     

一种微腔型PCR集成芯片的设计及其热分析

设计了一种新型的硅微聚合酶链式反应(PCR)芯片.该芯片采用掺杂半导体作为加热电阻来提高加热效率,改善反应腔内的温度均匀性.集成在芯片底部的Pt温度传感器与微加热器组成温度控制单元,为PCR反应过程提供所需的三种特定温度.此外,为了便于温度校准,设计了敞开式的反应腔,其容积约1.78 μL.采用集总参数法计算了芯片在加...     

基于层次分析法的装配序列评价技术

提出了一种基于层次分析法的装配序列评价方法,该方法通过计算评价子项相对权重,利用基于BP神经网络的判断矩阵调整方法对对比矩阵进行一致性检验与修正,以此获得装配序列总体评价结果。该评价方法的实现,提高了装配序列优选的自动化水平,并以小车总成虚拟装配实例对该评价方法进行了验证。     

GIS 中矢量线符号偏移量的实现

针对GIS 平台符号库的开发过程中遇到的组合线符号偏移值非零的问题,提出了一种生成折线平行线的算 法。该算法运用向量代数简化了偏移后生成新折点的计算过程,从而提高了线要素符号呈现的效率。实践表明该方法程序实 现较简单,计算效率较高。     

轴型工件感应加热温度控制系统开发

绿色高效的新时期工业生产理念的推广,使得电磁感应加热技术在近年来得到了越来越广泛的应用。电磁场和温度场的相互耦合,给电磁感应加热过程的数值模拟带来了一定困难。有限元法、边界元法等数值分析方法:先后被应用到电磁场和温度场的分析中来,但由于此类算法的复杂性使得研究结果:无法实时的给予工业生产在线指导。本文基于已有的研究结论以及感应加热的特点,开发出一套感应加热温度控制系统。首先根据电磁感应加热的电磁原理,研究分析了轴型工件感应加热过程中各种发热机理,探讨了工件内涡流功率密度在加热不同阶段内的分布规律,然后建立了感应加热温度场的有限差分计算模型,模拟了温度场的变化过程,讨论了工件瞬态温度场的分布和变化趋势,最后基于Visual Studio 2008建立了感应加热温度计算机控制系统,采用PID控制器通过调节电源功率控制温升过程,并以彩色云图的方式实时展示温度场瞬态变化趋势,并基于DB2数据库建立了相应的生产过程数据管理系统。     

加热炉热效率软测量与内模控制

对于加热炉热效率的控制,其关键问题在于寻找到一种有效可靠的热效率在线软测量方法.本文在深入分析加热炉燃烧机理的基础上,提出了一种完全基于温度而不依赖氧化锆在线分析仪和燃料燃烧热 的热效率在线估计模型,很好地解决了热效率实时测量无法长期稳定运行的难题,并在此基础上设计了加热炉热效率内模控制系统.现场实施表明,该控制系统不但具有满意的控制性能,而且运行稳定可靠,可长期运行.     

航天器热电偶检测系统的设计与实现

热电偶测温广泛应用于航天器真空热试验的温度测量中,目前对于航天器总装阶段的热电偶实施没有一种快速有效的方法进行正确性验证;传统依靠人手触摸测点观察热电偶阻值变化方法存在一定的局限性,为了提高热电偶检测的准确性和有效性,设计了一种便携式的热电偶检测系统,实现了对热电偶短路、开路和粘贴位置正确性的检测;基于MAX31855的温度采集模块可以快速采集和显示热电偶温度,加热模块的出风口温度控制和加热温度限制能够保证检测过程中航天器的安全性;实际测试表明,该系统具备在现场灵活对航天器表面热电偶进行检测的能力,测试效率高,具有很高的实用性。     

Accordion microwave oven for uniformity and efficiency heating

Conventional microwave oven heating has the problem of poor heating uniformity and low heating efficiency. A novel microwave oven heating model has been proposed for improving heating uniformity by making the electric field in the microwave oven drastically change by changing the geometry of the microwave oven during the heating process. The transformation optics method is used to solve the computational difficulties caused by the continuous change of the mesh during the motion. Finally, the experiment verified the correctness of the simulation. In addition, important factors affecting heating efficiency were discussed.