玻屏研磨过程的数值仿真研究

玻屏研磨机构的驱动为恒定运动,但研磨盘与玻屏时刻处于动态接触状态,较难描述其运动,建立数学模型较为困难.根据研磨机构的刚体运动学规律,采用多种铰接方式球铰、柱铰、十字铰与旋转铰,确定机构的简化计算模型,应用有限元软件LS_DYNA3D,根据大量的数值模拟实验和多次上线研磨试验,不断对数值模拟模型进行修正,得到了能基本体现研磨过程特点的数值仿真模型.并在此基础上定量分析了不同形状的研磨盘的研磨效果,从而为研磨盘的定型提供理论依据.     

基于热平衡算法的多孔材料吸水性仿真研究

为获取多孔材料最准确的吸水特性,在理想流体温度环境下,通过热平衡算法计算多孔材料吸水性并进行仿真研究.分析多孔材料内流动与传热影响,无量纲化处理流体速率,构建热平衡计算能量方程,明确热平衡模式下多孔材料固体和流体状态;组建一维多孔材料水分运动解析式,计算多孔材料吸水初始条件与上、下边界条件,得到多孔材料吸水模型,将吸水率运算当作非线性最小优化问题,求解多孔材料吸水模型参数,获得精确吸水性测量信息.在热平衡环境下对多孔材料单面浸泡、整体浸泡与真空饱和三种吸水状态进行仿真,结果表明:多孔材料在热平衡环境下孔隙率越高,毛细饱和含水率越大,毛细吸水系数与毛细饱和含水率呈线性正关联.     

GH4169合金单/双层靶板高温高速冲击数值仿真

航空发动机机匣包容性是保障发动机安全、可靠工作的必要要求,涡轮机匣受到飞脱叶片撞击时处于高温环境下,因此如何考虑高温环境对机匣包容性的影响至关重要.针对涡轮机匣典型的GH4169高温合金材料,在LS-DYNA中采用Johnson-Cook本构模型和Thermal-constant关键字开展了单/双层靶板在常温与高温下抗...     

二元合金在管形多孔预制件内的离心渗流过程

Al-4.5 wt.%Cu合金在多孔预制件内的渗流过程,在入口处发生的重熔和渗透前端凝固的现象,致使整个已渗透区域的温度、固相体积分数和溶质浓度的分布不一致.通过推导渗透动力学模型,建立渗流过程的热、质传递方程,并利用相似变换简化模型,迭代确定参数求解数值.计算结果表明,进口合金过热加剧、增大预制件的预热温度和孔隙率使重熔区长度增加,渗透前沿溶质铜浓度相应减小.增大离心转速,重熔区长度、渗透前沿溶质浓度也减小.过高的转速使整个渗透区域的压力明显增大,从而增加了对预制件的强度要求.数值计算出已渗透区域的热、质分布情况,对离心渗流实验研究有一定的指导意义.     

可擦写光盘用高速相变材料

可擦写光盘从第一代的CD-RW到第二代的DVD- RW,都受益于早在1991年首次发现的可擦除相变材料AgInSbTe合金。基于通过调节这个合金材料体系中Sb的含量的方法获得更高的相变速度,主要是晶化的速度,DVD-RW光盘技术从1x发展到了4x。但是这个策略也会导致一个致命的麻烦,那就是需要面对因为合金体系的晶化温度降低引起的热稳定性问题,     

二元超声速进气道数值仿真建模过程自动化

研究高速巡航导弹动力装置优化问题,针对进气道结构严重影响速度的提高,为减少人工建模的工作量,以提高数值仿真分析工作效率和满足二元超声速进气道设计方案的快速评比和选型的需要,提出建立流场计算域通用的结构化分区几何模型,统一基于所构造的基准进气道模型,一次性人工划分进气道结构化计算网格,根据边界几何控制,运用网格映射和比例变换方法,编程自动化实现由基准进气道计算网格映射生成实际结构不同的系列化二元进气道计算网格。用建立的模型进行仿真。结果证明,减少了建模工作量和提高了工作效率。     

动力学系统实时仿真数值方法研究

从6个方面概述动力学系统实时仿真数值方法的一些最近的研究进展，内容包括：产时仿真快速混合算法、实时并行Rosenbrock算法、实时并行组合算法、微分代数系统的实时算法与实时并行算法、实时间断处理并行算法以及一些并行算法的效率分析等。给出构造实时仿真算法新的思想和方法，同时也涉及一些有关问题的讨论。     

石墨化温度对多孔碳微球/ 石蜡复合相变热界面材料性能的影响

文章利用葡萄糖水热法合成炭微球,并用氢氧化钾进行烧结处理,得到多孔结构的炭微球。在以硝酸铁为催化剂的条件下,对多孔炭微球进行不同温度下的石墨化处理,利用SEM、XRD、FTIR和BET对材料进行了表征。结果表明,炭微球表现出了良好的球形形貌、丰富的孔结构及大的比表面积。炭微球在经过1500℃处理后,其石墨化程度达90%。通过对石蜡进行物理吸附,制备了多孔石墨化炭微球/石蜡相变复合材料并用作热界面材料,其热导率随石墨化温度的增加而增加。     

多层复合材料超声检测的数值模拟

介绍了超声反射法的基本原理及其特点,并利用有限元方法对超声检测过程进行了数值模拟。通过对接收信号的分析,可以看出超声波检测复合材料检测精度较高,检测效果较明显,可以准确地识别出是否存在缺陷以及判断出缺陷的位置。     

二维材料微结构设计与数值模拟软件系统

为了实现二维多元多相异质体材料微观组织结构的"性能导向型"设计、材料微结构的细观力学计算与虚拟失效分析,以平面Voronoi算法为基础, 通过Visual C+ +程序设计并结合OpenGL工具集,开发出用于微结构模块化、可视化设计的材料微观组织结构仿真软件ProDesign.基于该软件构造出二维多晶体与多晶体基复合材料类微结构,采用C语言与Python脚本混合编程的方式,实现微结构在ABAQUS/CAE中的有限元建模,并对模型进行细观力学响应的数值计算与微应力统计分析.最后根据计算结果预测微结构的材料性能,识别"材料结构弱点",评估平面微裂纹的启裂、扩展,推演微结构"虚拟失效行为".     

整体式固体火箭冲压发动机转级过程数值仿真

为了研究整体式固体火箭冲压发动机从助推级向冲压发动机级的工况转换(转级)过程,采用双时间步推进方法,求解非定常、三维、有化学反应的Navier-Stokes方程组,得到了发动机进气道/燃烧室一体化流场在转级过程中的变化情况,分析了相关因素对转级过程的影响。仿真研究表明,进气道出口堵盖打开前,进气道内气流保持压力振荡状态,振荡频率主要与飞行高度相关;堵盖打开后,空气与一次燃气进入补燃室掺混并燃烧,过程中发动机内流场发生剧烈的变化;堵盖打开时燃烧室内的压力对于进气道的起动至关重要。上述研究对于整体式固体火箭冲压发动机设计具有指导意义。     

柴油加氢工艺动态仿真中相平衡模型的研究

在柴油加氢工艺动态仿真的研究中,相平衡模型是柴油加氢工艺动态仿真中重要的数学模型.由于柴油加氢动态仿真中相平衡模型求解对于计算速度和精度的要求较高,传统方法无法解决计算稳定性和计算速度这一难点问题.所以提出了一种采用简化模型逼近严格模型的新的求解方法,应用到柴油加氢动态仿真的相平衡模型计算中,计算结果与实际数据吻合较好,证明提出的方法在计算速度、收敛范围和计算精度等方面均优于传统的求解方法,表明了新方法在柴油加氢动态仿真中的有效性和实用性.     

浓相高密度气固流化床动力学特性模拟研究

气固流化床内部运动状态和流体力学特性是研究者普遍关心的问题。浓相高密气固流化床就有不同于一般化学工业流化床的特点：固相介质密度高（4．0—5．0g／cm^3），空隙率小（0．3～0．42），气相速度小（0．15—0．30m／s）。使用基于物质、质量守恒定律建立了双流体模型对气固流化床动力学特性进行了模拟研究。在二维直角坐标系中用控制容积差分法离散方程。并在气相表观速度为0．157m／s条件下，基于0．1cmm＊0．1cm的交错网格，求解了时间长度为1．2秒的固体介质流动状态。计算结果表明：固相的流动形态为中心上升边界下降的趋势。该结果与试验结果符合的很好。     

水下航行器摆盘发动机缸内过程数值仿真

摆盘发动机性能的好坏决定于其气缸内工质压力、温度等参数的变化曲线,而这些变化曲线是由气缸内的工质质量、内能所决定的.为此在建立了摆盘发动机配气过程进排气面积数学模型的基础上,建立了缸内工质的内能和质量的微分方程.然后采用龙格-库塔法对微分方程进行了数值求解,得到一个工作循环内内能、质量、温度、压强等热力参数的曲线图,并计算了循环过程各项性能指标.该数值计算可用于判断配气参数、配气阀尺寸等对工作过程、性能指标的影响,从而指出性能改进的方向及潜力大小.     

橡胶密封条挤出成型的数值计算

橡胶密封条的截面形状非常复杂，影响其挤出成型的因素很多。为了分析牵引速率对密封条产品截面形状的影响，利用计算流体力学软件Polyflow。对一种典型的EPDM胶料的挤出过程进行了模拟计算。计算结果表明：牵引速率对密封条的挤出形状有很大的影响。在相同人口流量的情况下，随着牵引速率的增大，挤出物截面积减小，牵引速率在的范围内，预测的挤出物形状比较合理，对密封条挤出口模的设计具有理论指导作用。     

循环流化床气固两相流动模拟

循环流化床已被广泛用于能源、化工、环保等工业领域,但由于流化床内两相流动、传热及化学反应的物理机理和作用规律复杂性,目前为止对流化床的认识还远远不能令人满意,因此了解流化床内流动机理对循环流化床的设计和运行有深远的指导意义.针对循环流化床燃烧技术,建立了描述其炉内气固运动特性的三维数学模型,用Fluent软件作计算工具,利用欧拉双流体模型(EULERIAN-EULERIAN)对流化床内的颗粒浓度分布、颗粒速度分布和床内压力分布等进行了三维数值模拟,计算结果表明:在床内固体颗粒浓度中心区域低、近壁面高的环核结构,固体颗粒在横截面上存在由核心区向环形区的内循环运动,在相同流化风速度下,沿床高压降随循环物料的增加而变大,在相同的物料循环量,沿床高压降随着流化风速的增加而减小.     

一种面向车间物流模型的仿真优化方法

首先构建了一个优化与仿真分离的仿真优化框架，该框架的核心是混合优化算法模块和物流仿真模块，笔者根据物流仿真的特点提出了一种改进的区域收缩遗传算法和增强连续型禁忌搜索算法混合的优化算法，也是本文中讨论的重点。并基于该框架开发了一个仿真优化软件系统，最后利用此系统优化了一个生产线实例。     

秦岭特长公路隧道火灾数值仿真研究

该文通过计算机建立了实验中所用的秦岭特长公路隧道的数值模型,并采用与实验中相同的火灾规模和边界条件对不同风速下隧道拱顶纵向温度分布进行了数值仿真研究。将仿真的结果和实验数据进行了比较,实现了对这个数值模型的有效性的验证。然后,采用这个数值模型对秦岭特长公路隧道发生火灾时的热环境进行了数值仿真研究,获得了从实验中很难得到的数据并在此基础是对隧道的性能化防火设计、消防安全措施、特别是对人员的在火灾时的安全逃生作了可靠的分析和预测。