单晶炉保温与热屏优化的数值模拟与改造

改进CG6000型单晶炉的热场,增加下保温碳毡和上保温罩,改一段式导流筒为三段式导流筒。通过CGsim模拟软件的晶体生长模拟,对比了改进前与改进后的热场,模拟分析指出改进后热场加热功率降低,熔体温场改善,晶体﹑熔体轴向的温度梯度均升高,拉晶速率提升。通过单晶生长实验,验证了热场功率的降低和等径拉速的提高,改善在等径生长的后期更为明显。     

直拉式单晶炉整体结构静力分析

TDR-120型直拉式单晶炉的底部多块垫铁的受力为超静定问题,从材料力学的角度,无法准确获得每块垫铁上的受力。采用ANSYS软件进行静力分析,建立机架部分有限元模型,以该单晶炉在不同工作情况下的受力为研究对象,对比分析了两种不同的方案下3种典型工况机架的变形情况和应力分布,利用软件后处理从微观应力云图提取来确定宏观力,进而获得炉体底座下各垫铁承受的力。通过计算出的各垫铁的支承力对比分析了两种方案下机架结构的稳定性要求,验证单晶炉机架结构静态性能,为单晶炉结构方案的改进提供依据。     

某教研室内热环境数值模拟与实验研究

借助Airpark3.0软件对某教研室内热环境进行了数值模拟,得到了室内速度场、温度场、空气龄、PMV、PPD的分布情况。利用多功能测试系统对室内温度、气流速度进行了实测。测试结果表明模拟所得的温度和速度分布情况与实测基本相符合,对其它室内热环境的研究有较好的参考价值。     

非均匀植被地表散射的Monte Carlo数值模拟与实验观测

用Monte Carlo方法数值模拟电磁波在非均匀植被地表和目标的多次散射,得到随散射计空间移动观测下进而均匀植被地表的散射模拟结果,并与X波段散射计辐射计组合系统的观测试验的测量结果作了对比。     

钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析

以钛合金材料TC源的超精密切削加工机理为研究目的,采用有限元技术与实验验证相结合的方法,建立了钛合金材料超精密切削过程的正交切削有限元模型,深入介绍了有限元建模过程中有限元模型的建立、材料应力应变关系等关键技术。采用建立的有限元模型对钛合金的加工过程进行了正交切削有限元模拟。通过模拟获得了切屑形成过程、切削力曲线以及温度分布等结果。应用单点金刚石车床进行了钛合金TC4 的超精密车削实验, 研究结果显示数值模拟结果与实验结果比较吻合。数值模拟方法的有效性也得到了验证,可以进一步用来研究钛合金材料的切削过程。     

双向S型负阻器件的二维数值模拟方法及模拟结果分析

本文介绍了一种对双向S型负阻器件（BNRD）进行二维数值模拟的方法．并用此方法模拟得出了器件的Ⅰ－Ⅴ曲线及截止状态和导通状态下器件的内部电位分布、电子空穴浓度分布和电流密度分布．由此可以更清楚地了解器件的工作机理．此外还对不同结构、工艺参数的BNRD进行了模拟，总结出了器件结构、工艺参数对器件电学特性的影响关系．     

双极型压控晶体管直流特性的数值模拟

本文采用数值计算和解析分析相结合的方法,建立了新型功率半导体器件－－有型压控晶体管（ＢＪＭＯＳＦＥＴ）电流－电压特性的数值分析模型;运用Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ数学分析软件,模拟得出ＢＪＭＯＳＦＥＴ电压转移特性曲线和电压输出特性曲线;得出的结果说明在相同的器件结构尺寸和工作情况下,与功率ＭＯＳ晶体管相比,导通电压略有增加,但电流容量增加较大。     

光控功率开关BMFET的特性分析与数值模拟

讨论了光驱动ＢＭＦＥＴ作为光控功率开关的工作原理，根据理论分析和计算机模拟讨论了器件结构参数和外加偏置电路与工作特性的关系，为器件优化设计提供依据。     

隧道围岩反分析与施工数值模拟

结合殷家岩隧道施工,对隧道围岩进行了位移反分析,得到了围岩松动区的弹性模量;应用反分析结果进行数值模拟,预测后续施工步的位移和应力;同时,将预测结果与现场观测进行比较,检验反分析结果。结果表明,利用反分析得到的围岩参数预测后续施工步的位移与现场观测结果比较吻合。     

激光塑料焊接工艺研究与数值模拟分析

金属材料的激光焊接已经得到了较广泛的应用, 而激光焊接塑料的研究正刚刚起步。随着塑料激光焊接设备的逐步商品化, 塑料激光焊接的应用必将越来越广泛。设计并确定了激光焊接的实验方案, 通过工艺试验及数值模拟分析, 优化工艺参数, 提高焊接强度和焊接精度, 为塑料激光焊接在生产实际中的应用提供工艺方法实验指导。     

太阳能电池烧结炉的能耗分析及节能措施仿真研究

随着光伏能源发展进入成熟市场阶段,降低生产成本才能立于不败之地,同时国家制定节能减排目标,这些都对工业热工设备的节能降耗提出了更高要求。针对目前太阳能电池烧结炉能耗过高的问题,分析了晶硅电池烧结炉体加热机理,并采用ANSYS有限元仿真的方法对晶硅电池烧结炉加热过程进行数值模拟,根据理论分析和数值仿真结果,提出通过优化保温层特性、减少有效加热空间等措施,能达到降低能耗、节省成本的目的。     

激光在烟雾中传输特性的数值模拟分析

为了解决激光驾束制导中发动机烟雾对制导激光场信号的衰减问题,采用van de Hulst近似计算方法,模拟研究了烟雾对1.06μm,1.55μm,10.6μm波长的激光在不同复折射率参量下的吸收、散射、衰减效应。结果表明,复折射率不变时,烟雾对长波长激光的吸收衰减较小;烟雾对激光的衰减峰值随着折射率虚部的增大而变小;峰值的位置随着激光波长的增加向粒子半径增大的方向移动。该研究结果对激光驾束制导武器的研制具有较大的参考价值。     

Nd∶GGG激光晶体热容工作下的热致效应与冷却特性数值模拟

基于对称双侧激光二极管(LD)抽运Nd∶GGG(掺钕钆镓石榴石)激光晶体板条,从热传导基本方程出发,以废热等效于内热源模型为前提,利用有限元分析软件ANSYS对Nd∶GGG板条在热容工作下的瞬态温度场及应力场进行了数值模拟,分析了在不同边界条件下温度和应力随时间和空间的变化特性及其热致变形。计算结果表明:在激光发射阶段,边界非绝热使得板条在垂直光轴方向产生温度梯度,由此产生的折射率梯度和应力梯度导致距离光轴最远的板条边缘和光轴处产生约0.2μm的变形量。同时模拟了冷却阶段空气对流冷却、水循环冷却及喷雾冷却条件下的温度变化过程,研究了适用于热容板条固体激光器工作的冷却手段。