风力作用下大气颗粒物凝聚生长Monte Carlo模拟

在扩散限制凝聚(DLA)模型的基础上,考虑风力作用对大气颗粒物凝聚生长过程的影响,建立了关于风力作用下大气颗粒物凝聚生长模拟模型。在VC++6.0下成功实现了大气颗粒物凝聚生长的模拟,并对结果进行了分析和讨论。实验表明,模拟方法能在普通微机上较好实现大气颗粒物凝聚生长过程的模拟,能动态观察大气颗粒物凝聚生长过程,实时性较好。     

气-液-固三相磨粒流光整加工及其工艺参数优化

考虑用流体抛光法加工大尺度工件存在效率低下问题,本文提出了一种气-液-固三相磨粒流抛光方法。该方法在约束流场中引入微纳米气泡,利用气泡在溃灭时释放的能量加速驱动磨粒运动,从而有效提升抛光效率。实验显示:在加工过程中,离心泵的发热会导致流体黏度下降,进而影响工件近壁面的湍动能和动压力的大小及分布,而加工工件近壁面的湍动能和动压力会对表面纹理的均匀性和材料的去除效率有重要影响。针对上述实验结果,文中基于对磨粒流抛光机理的研究,提出一种通过改变入口流速来补偿温升带来的湍动能和动压力变化的方法,实验求得了抛光流体温度从20℃到60℃之间的9个均等点对应的最优入口流速值。实验表明,相对未加入气泡时,该抛光方法的加工效率得到提高,而调速补偿明显提升了工件表面加工质量。     

气-固-液混凝土喷射机喷头结构的力学性能分析

阐述气-固-液混凝土喷射机的结构,计算气-固-液流体的密度和质量流率,研究混合流体的动力学方程,讨论喷头结构对喷射性能的影响,最后介绍混凝土喷射机在建筑基坑边坡支护工程及喷锚网等的应用。     

紫外光脉冲非视线传输的Monte Carlo模拟

应用Monte Carlo方法建立紫外光脉冲在散射大气中非视线传输的模型,模型参数来源于大气透过率及辐射传输算法软件Modtran.利用该模型实现了对散射大气系统脉冲响应函数的模拟,为进一步分析和处理紫外光信号提供依据.     

适用于气固和气液输送站分析的先进模拟方法

TpSimWin是模拟气流输送固液2相流的特性的计算软件。作为实例，分析了塑料粒子的气力输送，说明在技术和经济方面优化输送站的设计是可能的。TpSimWin是仅有的采用一维有限元法预测2相流特性和输送稳定性的软件。意大利博洛尼亚大学机械工程系的实验室配备了1台试验用气动输送站，当固体或液体粒子流过气流时，该装置可用于研究它们的基本流动动态特性。该装置的设计过程中应用TpSimWin软件进行了经济和技术优化分析。此外，还应用该软件研究了诸如在物料通过弯管时导致的弯曲段磨损、输送的物料破损以及功率损失等。文中介绍了气动输送站输送模拟、输送稳定性分析以及输送站优化的工作。     

双吸双流道泵气固液三相流动特性分析

为探究非对称双吸双流道泵的内部流动规律,基于CFD性能预测方法,采用Mixture多相流模型,充分考虑汽蚀作用,计算双吸双流道泵在气固液三相联合作用下的速度-压力分布规律以及气相与固相的体积分布特点,并且考虑不同的计算方法叶轮中截面的压力分布。计算结果表明:在叶轮的头部区域存在一局部低压漩涡区,在恶劣环境工况,最终演变为汽蚀的发生。固相颗粒主要分布在靠近上下盖板的内表面,气相主要分布在叶片的头部区域。不同的计算方法,压力分布趋势基本相同,若考虑固相颗粒的作用,叶轮出口压力更高,压力梯度更大。若考虑汽蚀的作用,叶片头部的低压区范围更宽广,汽蚀现象更严重,但发生汽蚀的部位不会改变。     

基于Monte Carlo方法的战斗部部件质心偏移量仿真分析

针对导弹技术远程化、高命中率的发展趋势,为在设计阶段掌握质心偏移的情况,以尺寸误差为主要分析对象,探讨了质心偏移产生的原因。以某导弹战斗部部件为例,采用极值法与Monte Carlo方法计算了质心偏移量。结果表明,采用极值法计算得到的结果属于小概率事件,而Monte Carlo方法基于大多数机械化零件在公差范围内呈正态概率分布的事实,能够更真实地描述质心偏移的情况。     

固-液水力旋流器的人工神经网络模拟

文中用改进的BP人工神经网络(ANN)方法,建立了固-液旋流分离器的网络模型,实现了根据处理物性参数和分离要求进行固-液水力旋流器结构与操作工艺参数的全面设计,弥补了以往数学模型方法的某些不足,为固-液水力旋流器结构参数和操作工艺参数的优化提出了一种有效而简单的新方法。     

基于晶界迁移率与晶界能各向异性的晶粒生长元胞自动机模拟

基于晶粒长大的理论模型,结合曲率机制与概率性转变规则,建立了晶界迁移率与晶界能各向异性条件下的二维元胞自动机模型,利用该模型对晶粒等温条件下的生长过程进行了模拟,分析了晶粒长大的组织演变与动力学特征、晶粒尺寸和晶粒边数的分布,对比了晶界迁移率各向异性、晶界能各向异性对晶粒生长的影响。结果表明:晶界迁移率与晶界能各向异性条件下晶粒形态演变遵循晶粒正常长大的规律,相对晶粒尺寸偏离正态分布,晶粒边数分布不具有时间不变性特点,小角度取向差三叉晶界平衡角偏离120°;与各向同性相比,晶界迁移率与晶界能各向异性条件下晶粒的生长速率明显减慢,单独考虑晶界迁移率各向异性对晶粒生长的影响不大,晶界能各向异性对晶粒生长的影响大于晶界迁移率各向异性的影响;模拟结果符合晶粒生长动力学理论和相关文献的结论。     

基于Monte Carlo法的6-6型Stewart并联机构动作可靠性分析

提出一种基于Monte Carlo法的6-6型Stewart并联机构动作可靠性分析的有效方法。以ADAMS/View为虚拟平台,建立6-6型Stewart并联机构的参数化样机模型,然后对模型施加约束和载荷,通过样条函数、自定义函数等方法实现样机的驱动加载。通过对样机的运动学仿真,获得6-6型Stewart并联机构正解与逆解,为研究该并联机构的可操作度、空间轨迹分析奠定基础。将ADAMS编程与VC++编程相结合,编写并嵌入伪随机数子程序函数,实现样机的Monte Carlo参数化,有效模拟机构各类参数的随机误差分布,从而实现对一系列同类型机构的运动模拟计算,获取可靠性试验数据,进而得出该机构动作可靠度。该方法不必建立繁琐的数学模型,快捷、方便,具有一定的理论意义和应用价值。     

蒙特卡罗法模拟晶粒生长过程中的Voronoi模型

晶粒生长过程的蒙特卡罗法计算机模拟是研究晶粒生长过程的重要内容,而Voronoi模型的建立是该计算机模拟的关键。详细介绍了Voronoi模型的原理、方法和程序实现,并在程序中引入链表结构。试验表明：链表结构的引入可大幅度提高模拟效率。     

多次掩模湿法腐蚀硅微加工过程的蒙特卡罗仿真

探讨利用蒙特卡罗 (Monte Carlo, MC) 法模拟硅微加工各向异性湿法腐蚀的仿真,实现连续多次掩模,多步硅微加工工艺过程的仿真.介绍MC法的使用特点及其在湿法腐蚀硅微加工中的应用,仿真使用腐蚀概率方程确定表面原子适当的MC转移概率,模拟方法支持氧化硅和氮化硅掩模层作用下的各向异性腐蚀加工和多次掩模的传递过程.编制的仿真程序通过模拟一个原子力显微镜探针阵列多掩模连续6步工艺的硅微加工过程验证了MC法的正确性.     

Monte Carlo simulation of grain growth of single-phase systems with anisotropic boundary energies

The grain growth in single-phase systems with various anisotropic boundary energies is simulated using a modified two-dimensional (2D) Monte Carlo algorithm. Structural self-similarity both in the grain shape distributions and the grain boundary configurations is found regardless of the degree and type of anisotropy. Parabolic evolution kinetics is observed in most cases. The growth rate represented by the time rate of average grain area change is found to be a function of the grain boundary properties. In some cases, the normalized grain size distributions are not time-invariant, and therefore, current grain growth theories cannot explain conclusively the occurrence of the parabolic kinetics in these cases. The effect of anisotropy on the grain growth kinetics is discussed.     

基于Monte Carlo法的机械密封可靠性评价方法

分析了影响机械密封可靠性的主要因素,阐明了采用Monte Carlo法求解随机问题可靠度的基本原理。给出了将产生的随机数组换算成服从一定分布规律的数组的方法。以某工况下机械密封环磨损可靠性的评价为例,详细说明了Monte Carlo法的应用,并将机械密封作为串连系统提出了系统整体可靠性的求法。     

PVD薄膜生长过程的计算机模拟

运用KMC方法对金属Ti膜的生长过程进行了计算机模拟,在合理选用势函数和相关参数的基础上,全面考虑了表面上所有不稳定团簇粒子发生扩散迁移运动的可能性。在对粒子团簇进行统计分析时,提出根据粒子的不同颜色对粒子团簇进行统计的新方法。模拟结果表明,随基底温度的升高,团簇总数呈现下降趋势,最大团簇尺寸在温度高于350K时,有明显的长大。而沉积速率的变化对粒子团簇的分布和团簇尺寸的影响不大。     

起重机焊接箱形梁疲劳可靠度及初始裂纹的蒙特卡罗仿真

断裂力学已被学术界公认是一种估算焊接结构件疲劳寿命最有效的解决方法,但在该方法的应用过程中,还存在着一些混乱现象,尤其对疲劳寿命影响较大的初始裂纹在现有技术难以检测的情况下,不同学者往往给出不同的假设,造成所评估的疲劳寿命相差很大.针对这些状况,分析并澄清在应用断裂力学理论进行焊接结构件疲劳可靠度估算中,应力幅的正确使...     

动力学蒙特卡罗法体硅湿法刻蚀工艺仿真的研究与开发

对比分析了BKL、二叉树搜索以及树状结构搜索算法(KLS) 3种动力学蒙特卡罗法的实现过程,讨论了它们在MEMS各向异性湿法刻蚀工艺仿真计算中的应用,阐述了应用特点.使用树状结构搜索算法实现了加工仿真程序,以(111)晶面的原子移除过程为例,解释了蒙特卡罗法在刻蚀中的计算特点.开发的系统模拟了(311)晶面在KOH刻蚀中表面形貌的演化过程,刻蚀面能够很好地再现出表面的微观特征.基于KLS的方法能对湿法硅微结构工艺进行仿真计算,不同刻蚀阶段的微结构能与实验结果相一致,较为合理准确.     

基于蒙特卡洛方法的配合质量分析

为了能有效地分析装配批的装配精度和配合质量,研究了蒙特卡洛方法在配合质量分析中的应用.基于已知完工零件批的配合尺寸的统计参数或按设定的配合尺寸统计公差对装配批中的配合质量指标进行预测,并利用VB编制了可视化程序.通过应用案例,验证了该方法的有效性.     

蒙特卡罗方法模拟光在云雾中的传输

用蒙特卡罗方法模拟光在散射和吸收介质中的传输,得到脉冲光在云雾中运输时相对光强与传输时间的关系,从而为分辨子弹光和蛇形光提供了理论依据。