湿位涡和垂直螺旋度在暴雨数值预报中的应用研究

文章利用湿位涡(MPV)不可渗透性原理、湿位涡垂直分量(MPV1)、湿位涡水平分量(MPV2)和垂直螺旋度对2004 08 26T12:00UTC~2004 08 28T12:00UTC 发生在我国中东部一次典型的大到暴雨过程进行了诊断分析.结果表明,通过分析每日00:00UTC850hPa上的 MPV1、MPV2和700hPa上的垂直螺旋度,发现凡是出现垂直螺旋度的相对大值区、MPV1正值和 MPV2负值三者重叠的区域,则都是降水的大值区;在700hPa上,湿位涡高值区对应地面上的降水区,MPV 异常高值区与等θe 线配和在我国中东部暴雨中有很好的指示性;MPV1、MPV2的正负重叠区,但不是垂直螺旋度的大值区,则有可能不出现降水或少量降水.     

柱形件差温加热过程中温度场的数值模拟

基于差温加热过程中导热过程的微分分析和单值性条件分析,建立了辐射换热条件下柱形件差温加热过程的数学模型,对其温度场的变化规律进行了计算机模拟分析。结果表明:计算机模拟计算值与试验实测值能够较好吻合,研究成果可为圆柱形铸锻件差温加热工艺相应工艺参数的设定提供了参考依据。     

摆碾铆接过程数值模拟分析

应用DEFORM-3D有限元分析软件建立碾压铆接有限元模型,对摆碾铆接工艺过程进行数值模拟。分析了其成形过程的三个阶段、应力应变和行程载荷曲线的变化趋势,结果表明最大应力应变都集中在铆钉头部边缘区,边缘区点最先受到旋压力开始变形,最早发生屈服现象并进入弹塑性变形阶段;铆钉在相同行程下达到相同的成形效果时,碾压铆接需要的载荷要远远低于传统铆接的载荷。最后分析了影响碾压铆接质量的几个核心因素,如铆头速度、铆头倾斜角度等,为有效地进行碾压铆接工艺研究提了供理论依据。     

不同陆面过程对暴雨数值模拟的敏感性研究

本文使用中尺度数值模式WRFV2.2,利用NCEP再分析资料,以2003-07一次江淮暴雨过程为例进行了不同陆面过程方案敏感性的数值研究,分析不同陆面过程方案对暴雨数值模拟的影响。模拟结果证明陆面过程在暴雨的数值模拟中起到重要作用。     

内燃机气缸螺栓保护螺母温挤压成形过程数值模拟及模具设计

研究了内燃机车中的气缸螺栓保护螺母的温挤压成形工艺,确定了其成形毛坯、挤压温度、模具预热温度、模具的冷却与润滑方式等.设计了温挤压成形时阶梯轴型凸模和组合式凹模的模具结构,并利用LS-DYNA软件对其进行了有限元分析.理论分析和实际生产都表明:所设计的气缸螺栓保护螺母的模具结构是合理的、可行的,这为类似产品的生产提供了理论铱据.     

变频制冷系统的数值模拟及特性分析

提出了变频蒸气压缩式制冷系统在稳态和非稳态下的两种数值模拟模型，将模拟结果与试验结果进行比较，二者能较好地吻合。运用所建模型对系统的动力特性和稳态运动特性进行了研究，结果表明该模型可用来系统地阐述制冷系统的控制规律。     

波纹管成形过程的数值模拟

波纹管的成形是管坯在压缩和弯曲的应力下的弹塑性变形,变形过程既有材料非线性还有几何非线性,变形过程较为复杂,同时也会引起管坯的回弹、破裂等问题。该文通过有限元软件ANSYS,仿真分析波纹管的成形过程,模拟出波纹管成形过程中应力分布情况以及波纹管的成形极限,为指导和优化成形工艺提供重要的分析依据。     

铝型材挤压过程的一种数值模拟方法

通过优化几何模型,采用有限元法与有限体积法相结合,并在有限体积模拟阶段进行分步计算模拟的方法,成功地进行了一薄壁大挤压比铝型材挤压过程的数值模拟,获得了型材挤压过程中的材料流动速度、应力、应变和温度分布图,并对其结果进行讨论.     

钢件淬火过程温度场的数值模拟

利用ANSYS软件的热分析模块对某钢件淬火过程进行建模、分网、加栽及求解,得到了钢件淬火不同时刻的温度场、在某一时刻沿钢件内壁温度分布,以及钢件上所选特殊点的温度分布;同时还建立了淬火过程的数学模型。模拟过程对于淬火液的选取及淬火工艺的优化提供了参考依据,对淬火过程中的热应力、残余应力计算提供了温度边界条件。     

基于ANSYS技术的铜管空拔过程数值模拟分析

为优化铜管空拔工艺参数和提高工件加工质量,应用大型有限元分析软件ANSYS中的LS-DYNA求解器模拟了某规格铜管的空拔成形过程,得到了管件成形过程中任一时刻主要场量的分布云图,分析了成形过程中管件的变形和应力的特点,研究了摩擦力和模具锥角等因素对空拔力与管件伸长率的影响规律。数值模拟分析表明:在应变分布上,管件轴向和周向的最大塑性变形主要发生在管件与模具初始接触处与减径区;在应力分布上,轴向应力和径向应力随管件在模具中的位置不同而有较大差异,在壁厚方向上由管件的外表面到内表面其应力依次为拉应力和压应力,且最大压应力出现在减径区,而最大拉应力则出现在定径区连接处。在管件拉拔力的变化规律上,降低摩擦力和合理的模具锥角能使拉拔力控制在最小范围内。在管件伸长率的变化规律上,较大的摩擦力和模具锥角能使管件的伸长率增大。     

Heat removal analysis on steel billets and slabs produced by continuous casting using numerical simulation

Simulation of a continuous casting process (CCP) is very important for improving industrial practices, reducing working times, and assuring safety operating conditions. The present work is focused on the development of a computational simulator to calculate and analyze heat removal during continuous casting of steel; routines for reading the geometrical configuration and operating conditions were developed for an easy management. Here, a finite difference method is used to solve the steel thermal behavior using a 2D computational array. Conduction, radiation, and forced convection equations are solved to simulate heat removal according to a steel position along the continuous casting machine. A graphical user interface (GUI) was also developed to display virtual sketches of the casting machines; moreover, computational facilities were programmed to show results such as temperature and solidification profiles. The results are analyzed and validated by comparison with industrial trials; finally, the influence of some industrial parameters such as casting speed and quenching conditions is analyzed to provide some recommendations in order to warrant safety operating conditions.     

Kinematics analysis and numerical simulation of a manipulator based on virtual prototyping

Manipulator kinematics refers the analytical study of the motion of manipulator, such as positions, velocities, and accelerations of the links of a manipulator. As formulating the suitable kinematics models for a manipulator is very crucial for analyzing the behavior of manipulators and light weight design of manipulators, many researches have been focused on it in recent decades with a result of many valuable contributions. However, current researches always focus on rigid manipulator, while the manipulator is always a rigid-flexible coupling multibody system, which can affect the accuracy of kinematics analysis and numerical simulation. This paper proposed a model of kinematics analysis of manipulator based on rigid-flexible coupling virtual prototyping. After a model of manipulator kinematics based on the D-H method was proposed, rigid-flexible coupling virtual prototyping-based kinematics simulation and numerical simulation was then put forward. The kinematical experiment is carried out based on manipulator physical prototyping, which demonstrates that the accuracy of the kinematics calculation and the rationality of design based on rigid-flexible coupling virtual prototyping. The design of a five-degrees-of-freedom manipulator is given as an example, which demonstrates that the methodology is obviously helpful to manipulator design.     

江西“2010.6.19”特大暴雨水汽输送过程分析

利用NCEP（1°×1°）再分析资料、常规气象观测资料和WRF中尺度数值模式,对2010-06-19江西出现的历史罕见特大暴雨天气水汽输送的过程进行分析。结果表明：特大暴雨天气过程的水汽输送源地以南海和孟加拉湾为主,强降水落区在水汽输送带左侧风向切变线附近。暴雨过程是由两次强降水天气过程组成：一次是19日02：00江西南部和福建南部交界处的中尺度系统北抬形成的赣北暴雨;另一次是19日20：00由湖南中尺度气旋及其后续的中尺度系统东移造成的大范围暴雨。利用WRF数值模式对整层水汽输送进行高分辨力数值模拟发现,暴雨落区出现在整层水汽输送最大值区域和梯度最大处,且整层水汽输送方向为西南-东北走向。     

宜春地区一次强降水天气过程分析

利用MICAPS资料,对2007-06-24-27宜春地区出现的一次强降水天气过程,就高空环流形势、中低层水汽条件和温度场分布特征进行分析,结果表明：高空低槽东移、副热带高压东退并南撤、中层低涡生成、中低层切变生成与维持的形式,这些动力条件易出现强降水天气。但宜春上游地区出现的高温形成的干暖气团较强,该温度脊伸到长江中下游地区,隔断了北方干冷空气与南方暖湿气流在本地的直接交汇,导致宜春未出现区域性暴雨,而出现局地强对流和强降水天气。同时因为干暖气团减弱了暖湿气流水汽的影响作用,又促使强对流天气出现强雷电特征。这些结果可对今后宜春地区强降水预报和气象服务提供有益的参考依据。     

刀具颤振抑制用机械阻尼器的理论分析及数值模拟

为了抑制高速铣削中的颤振影响,提出在刀具中心插入一个分层梁结构机械阻尼器,依靠刀具与阻尼器间的相对运动产生的摩擦阻尼,以耗散振动能量.通过理论分析和数值模拟的方法分别计算了接触压力和阻尼耗散功率,并对两种结果比较分析,找出了造成结果差异的主要原因.     

硬体外物撞击叶片的瞬态非线性数值模拟与分析

航空发动机在工作时很容易吸入砂石、机械零件、塑料等硬体外物,撞击风扇和压气机叶片造成损伤。针对此类问题,建立了瞬态非线性数值分析模型,求解叶片在硬体外物撞击下的瞬态动力响应,并分析阻尼系数、外物质量、撞击速度、叶片刚度等因素对结果的影响,得出响应参数随上述变量的变化规律,以期对发动机叶片外物撞击识别和损伤分析评价提供指导和依据。     

双头单螺杆泵衬套力热耦合模拟研究

针对双头单螺杆泵在工作过程中,还没有能够直接对井下工况衬套橡胶的温度场分布等进行有效的测试,定子衬套又容易实效、衬套型线对螺杆泵工作性能影响很大的现状,对双头单螺杆泵衬套进行计算机仿真模拟研究则是一个尝试.鉴于双头单螺杆泵衬套的特殊形状将三维模型合理简化为平面应变模型进行模拟研究.运用有限元方法对三种线型的双头单螺杆泵衬套进行力热耦合模拟研究.给出了在额定工况下,螺杆泵衬套温度场分布云图.揭示了螺杆泵衬套的温度分布规律,弥补了螺杆泵衬套温度场难以测量的问题.为双头单螺杆泵衬套的热分析、型线选择、性能优化等提供参考依据.     

双头单螺杆泵衬套力热耦合模拟研究

运用有限元方法对三种线型的双头单螺杆泵衬套进行力热耦合模拟研究.给出了在额定工况下,螺杆泵衬套温度场分布云图.揭示了螺杆泵衬套的温度分布规律,弥补了螺杆泵衬套温度场难以测量的问题.为双头单螺杆泵衬套的热分析、型线选择、性能优化等提供参考依据.     

电热微夹持器的结构设计与数值仿真分析

微型机械电子系统(MEMS)是近年来研究的热点,其中微夹持器的研究受到越来越多的关注.文中采用有限元软件ANSYS时平行梁结构电热微夹持器进行了数值仿真分析,模拟出微夹持器的输出位移、末端刚度、夹持力与响应时间等性能参数随结构尺寸的变化情况,并对仿真的结果进行了讨论.