旋转链条的运动设计

本文Ｈａｎｋｅｌ变换即以零阶Ｂｅｓｓｌ函数为核心的积分变换，结合实际问题的边界条件导出旋转链条的运动方程，并以可直接为工程技术人员所采用的形式给出。     

投掷运动中手臂的数学建模

为寻找在投掷运动中手臂旋转到某个角度时达到的最大角速度,使铅球抛得更远,该文建立了手臂在投掷运动中的动态模型,运用牛顿运动定律给出运动学方程和转矩方程,再根据控制理论把问题转化成最优控制问题,即寻求一容许控制的力,使手臂从初始状态转移到目标状态,并使性能指标角速度取最大值。     

颗粒在湍流中运动的数值模拟方法

详细讨论了湍流中颗粒运动的直接数值模拟（DNS）和大涡模拟（LES）方法。尤其是研究了大涡模拟的子网络模型通过模拟,最后得到大涡模拟（LES）方法是模拟湍流中流中颗粒运动的适用方法。     

颗粒在湍流中运动的数值模拟方法

详细讨论了湍流中颗粒运动的直接数值模拟(DNS)和大涡模拟(LES)方法。尤其是研究了大涡模拟的子网格模型。通过模拟,最后得到大涡模拟(LES)方法是模拟湍流中颗粒运动的适用方法。     

卧式旋转筒体内液体运动的研究

采用因次分析法确定了卧式旋转筒体内液体稳定运动的准则数,并通过试验研究了筒体内液环形成与破坏等稳定运动的临界转速、主要准则数间的函数关系.研究表明:形成液环的临界转速ωc主要取决于筒体的内径R、液环的厚度h、密度ρ、粘度μ以及重力加速度g,而液环破坏的临界转速ωd主要取决于R、g.     

卧式旋转简体内液体运动的研究

采用因次分析法确定了卧式旋转筒体内液体稳定运动的准则数，并通过试验研究了筒体内液环形成与破坏等稳定运动的临界转速、主要准则数间的函数关系．研究表明：形成液坏的临界转速ωc主要取决于筒体的内径R、液环的厚度h、密度ρ、粘度μ以及重力加速度g，而液环破坏的临界转速ωd主要取决于R、g．     

并流旋转床中液滴运动规律及发散型填料设计

液滴粒径是影响旋转床中气液传质的重要因素。通过分析液滴的运动和气体的流场特性,构建液滴在单级雾化并流旋转床中的二维运动模型,探索液滴群粒径分布。根据液滴速率和粒径分布确定填料的径向间距,设计了发散型丝网填料。该填料增大了相界比表面积,对提高传热传质效率,优化旋转床脱硫工艺具有一定的意义。     

高含水旋转湍流场中油滴分散特性的数值模拟

旋转湍流场中液滴的分散特性是流体机械设计优化过程中的难题。采用新型同心旋转圆筒装置获得了均匀分布的旋转湍流场,在Hinze模型的基础上考虑了分散相黏度对油滴分散特性的影响,对旋转湍流场和油滴分散特性的关系进行了初步探讨,获得了雷诺数为5.5×104~2.4×105,相对离心力为21.9~643.3时,流场特性与油滴分散特性的经验关系式,完善了旋转湍流场内油水分散特性的研究,为旋转湍流场内液⁃液分散特性提供新的研究思路。     

旋转压实中颗粒运动与压实特性的关联机制

为了从颗粒运动角度揭示级配碎石的压实机理,基于离散元数值模拟方法构建考虑骨料真实形状特征的多面体骨料试样. 通过虚拟旋转压实试验,研究级配碎石试样不同位置骨料在压实过程中的运动特征,从细观角度揭示级配碎石在旋转压实过程中的颗粒运动与压实特性的关联机制. 结果表明,压实试样各部分的颗粒运动响应均呈现相似的规律,中间位置的颗粒运动和压实特性可以评估试样的压实质量. 压实阶段可分成初始压实、过渡压实、锁固和压实4个阶段,颗粒运动的锁固点出现在锁固阶段结束时,锁固点的出现可以作为试样进入压密阶段的标志. 颗粒运动特征相较于试样内部孔隙率的变化,对评价压实质量更具优越性.     

中速磨煤机入口一次风量数值模拟

某燃煤电厂1#机组在调试期间,发现由于磨煤机入口风量测量值波动较大,导致一次风量自动调节装置不能正常投运.分析了磨煤机入口一次风量测量产生误差的原因,通过对磨煤机入口一次风道流场的数值模拟,找到了风道内的涡流区,并采用在风道内加装紊流栅的方法,对1#机组磨煤机一次风量测量装置进行了改造,并取得了良好的效果.     

中速磨煤机入口一次风量数值模拟

某燃煤电厂1#机组在调试期间,发现由于磨煤机入口风量测量值波动较大,导致一次风量自动调节装置不能正常投运.分析了磨煤机入口一次风量测量产生误差的原因,通过对磨煤机入口一次风道流场的数值模拟,找到了风道内的涡流区,并采用在风道内加装紊流栅的方法,对1#机组磨煤机一次风量测量装置进行了改造,并取得了良好的效果.     

急倾斜煤层开采地表移动变形数值模拟

针对急倾斜煤层开采复杂的地质条件,对朝阳某煤矿分别选取了六种方案进行模拟,岩层依次变软,得出六种方案的水平和竖直方向的地表变形曲线及模型在x、y方向的等值线图.结果显示:方案一和方案二的最大值分别为0.026 85 m、0.049 39 m;方案三和方案四的最大值分别为0.066 75 m、0.089 4 m;方案五和方案六的最大值分别为0.134 1m、0.260 3 m.可以得出随着弹性模量的减小也就是随着上覆岩层的变软,地表水平和竖直方向的位移都逐渐增大,影响范围也逐渐变大;地表变形的最大值并不在采空区的正上方,而在采空区法线方向与地表的交点左右.可以为研究急倾斜煤层的开采及变形移动规律提供理论支持.     

不同头型运动体高速入水空泡数值模拟

运动体头型对其入水流场的流动分布、流体动力及入水弹道均有较大的影响。针对此问题基于有限体积法离散、求解雷诺平均的Navier?Stokes方程,考虑空化效应,并引入动网格技术,对带有不同角度锥头圆柱体的高速入水问题开展数值模拟研究,得到不同头型条件下高速入水运动参数及空泡形态发展规律、流场的压力分布及速度分布规律,分析了头型对入水空泡流场的影响。研究结果表明,空泡半径的扩张规律受头型及其阻力系数的影响,半径大小与阻力系数近似满足一定的关系式;入水初期,运动体头部受到极强的冲击载荷,锥角越大,压力峰值也越高;锥体表面压力系数与锥角大小直接相关,锥角较大时压力系数也较大。同时,锥角大小对运动体肩部排开水的速度也有较大影响,运动体在相同速度下,锥角较大时,肩部排开水的速度也较大。     

砂质海床中船锚运动全过程数值模拟

基于SPH(光滑粒子流体动力学法)耦合FEM(有限元法)的算法,利用ANSYS/LS-DYNA软件对船锚在砂质海床土体中的运动全过程(抛锚与拖锚)进行了数值模拟,着重分析了海床土体基质和拖曳速度对船锚贯入深度与拖曳力的影响规律.研究表明:船锚运动全过程可分为4个阶段;随着土体材料剪切模量、内聚力、内摩擦角逐渐增大,最大贯入深度呈线性减小的趋势,除密实细砂海床土体外峰值拖曳力逐渐增大;在一定范围内孔隙率与最大贯入深度正相关,但孔隙率对峰值拖曳力的影响较小;随着拖曳速度的增加,峰值拖曳力提高幅度较大,但最大贯入深度变化不明显.此外,通过对比本文贯入深度模拟值与相关文献的试验值和理论计算值,验证了数值模型的准确性与可靠性.此研究结果可为海底电缆防护工程的设计和安全评估提供依据.     

金属液充型过程中夹杂物运动的数值模拟

铸造过程计算机模拟技术是材料科学的重要前沿领域.利用计算机对金属液和夹杂物注入型腔内的运动过程、夹杂物集聚位置进行了数值模拟.用连续方法、N-S方程、粒子运动方程建立数学模型，利用有限差分法和四阶龙格库塔法对数学模型进行了离散化，编制计算程序进行了计算，并结合水力模拟实验验证了计算结果的准确性.结果表明，本数值计算系统能够较好地模拟金属液和夹杂物在充型过程中的运动过程及夹杂物集聚位置，对于优化铸造工艺方案有一定的借鉴意义.     

微颗粒在人体上呼吸道中运动沉积的数值模拟

为了揭示在人体上呼吸道中气流和微细颗粒的运动沉积规律,采用数值分析方法进行了研究.在广泛参考各种上呼吸道模型的基础上,建立了一个新的完整的从口腔-咽-喉-气管-支气管的三维几何模型.采用RNG k-ε模型描述气体的流动,并在拉格朗日框架下追踪颗粒运动.计算得到了模型内详细的流场和颗粒在不同部位的沉积情况,结果表明,颗粒沉积率主要取决于气流流速与颗粒惯性大小.为了验证模型的合理性与结果的正确性,将不同工况下颗粒沉积率的数值计算值与实验数据进行了比较,结果发现两者较吻合.     

子午线轮胎驻波临界速度数值模拟分析

利用ABAQUS有限元分析软件对195/60R15型子午线轮胎进行驻波临界速度数值模拟分析,确定轮胎驻波临界速度的表征方法,并进行试验验证,该方法可为汽车安全行驶提供临界速度指标,为设计制造耐高速性能的轮胎和交通管理提供科学依据.     

粉质砂性土地基中盾构区间隧道开挖过程数值计算研究

在粉质砂性土地区的地下工程建设过程中,如何保证地下结构、地表临近重要设施的安全是一个重要而迫切的问题.以杭州地铁1号线Ⅲ标段汽车城站～世纪大道站盾构区间隧道为背景,采用三维快速拉格朗日法,对其始发段开挖过程进行模拟,分析了开挖后的地层沉降变形和衬砌的应力分布特征,得出了随开挖面位置改变,横向地表沉降槽轮廓的变化规律.最后,将最终地表纵向沉降与实测结果进行了对比,分析了数值模拟方法的优势和不足.数值模拟结论可供施工参考.     

单体与三体高速船舶粘性流场数值模拟

为了检验CFD在船舶粘性流场计算中的有效性,基于RANSE方法,对单体船型DTMB 5415和三体船FA1粘性流场进行了数值模拟.自由面处理采用VOF方法,湍流模型选用SSTk-ω模型,计算结果与试验数据进行了比较,在傅汝德数不是很高时吻合较好.计算结果表明,CFD可以用来研究复杂船型流动问题,对于阻力、伴流等重要的水动力参数,CFD能够给出与试验相一致的结果;同时VOF方法可以比较好地捕捉船舶自由面波形,对于三体船,计算结果能够清晰地反映出主体和侧体之间强烈的兴波干扰现象,可以为船型优化提供重要的参考.