内置分段式弹簧换热管内流场的数值模拟

针对内置弹簧换热管在强化传热过程中产生较大阻力的问题,提出了一种插入分段式弹簧的方法,并通过Fluent软件对内置不同长度的弹簧换热管某一截面处的流动特性进行数值模拟,分别取每段弹簧的长度分别为50 mm、100 mm、150 mm、200 mm,得到了在内置不同长度弹簧的换热管内某一截面处的速度场;然后分别取不同丝径和圈径的分段式弹簧,对换热管内某一截面的流体径向速度场进行数值模拟,研究弹簧的丝径与圈径对强化传热的影响.结果表明:在换热管两端插入分段式弹簧使得管内流体径向速度提高了2~3倍,加快了管内壁区域流体的流动,使得边界层变薄,不仅加强了边界层流体的扰动,而且一定程度上降低了流体流动的阻力,从而提高了换热效率.在雷诺数相同时,内置分段式弹簧换热管相对于光管Nu数提高了2~4倍;随着丝径和圈径的增大,强化传热效率得到提高而流动阻力随着相应增加.     

地下水系统数值模拟的应用与展望

在综合分析国内外地下水系统数值模拟产生,发展及计算机模拟软件技术应用现状的基础上,分析了地下水数值模拟模型在模拟精度,应用范围,与其它学科集成等方面的情况,提出了现状条件下存在的问题,强调地下水数值模拟模型与多学科的耦合集成,与GIS无缝集成等的重要性,指出随着计算机技术的深入发展和应用,未来地下水系统数值模拟在可视化模拟及决策支持等方面的发展趋势。     

板料成形过程数值模拟中的接触分析

根据板料成形过程中模具的运动特点,提出了全局搜索和局搜索的接触点搜索算法。建立了接触点的局部坐标系,并对特殊情况进行了适当处理,保证计算的连续性,建立了接触力学模型,分别采用罚函地和修正的库仑摩擦计算接触法向力和摩擦力,保证了接触计算的稳定性。     

车辆碰撞试验方案的模拟数据评价

提出了获得基于全面实验数据分析的质量弹簧模型的参数的方法.由于车辆碰撞是一个动力事件,它包括反弹和能源消耗等现象.在引入能量概念的基础上,进行了车辆碰撞的分析,而碰撞脉冲是一个复杂的信号,必须对其进行简化.基于小波的近视碰撞脉冲分析方法的准确性很好.应用3种不同的弹簧卸载方案(弹性、塑性和弹塑性),探讨一个简单的质量弹簧模型.应用非线性力扰度特性弹簧于车辆碰撞数学模型中,有利于建立弹塑性弹簧参数,以得到仅由具有塑性卸载性能弹簧描述中速车辆撞杆时的满意评估.最后在运动反应和能量分布项目上评估这些模型哪个最符合真车特性.     

弹簧的等效质量研究

对非理想弹簧的等效质量展开了初步研究并得出一些重要结果,非理想弹簧的mef=m3/;非理想、非线性弹簧的mef=m/3-m/2;串联弹簧的mef=[a^2m1 (a^2 a 1)m2]/3.     

船桥碰撞动力学过程的非线性数值模拟

为了确定船舶对桥墩碰撞力的大小,提出了基于非线性有限元分析技术的船舶和桥梁碰撞作用的动力全过程模拟方法.通过建立全船有限元模型并细化首部结构,考虑周围流场的作用,对强非线性的碰撞过程进行模拟.同时考虑了船舶吨位、碰撞初速度、碰撞位置、桥墩截面形式与尺寸等因素的影响,将不同吨位的计算结果和规范及经验公式进行了比较.结果表明,显式瞬态非线性有限元分析技术可以对船桥碰撞过程进行成功模拟;AASHTO公式适用于小吨位船舶的低速碰撞,修正的Wosin公式适用于大吨位船舶高速碰撞;船舶速度和吨位对最大碰撞力的影响最显著,碰撞的部位和桥墩截面形状影响次之,桥墩截面尺寸影响非常微弱.该方法可以有效地解决桥梁设计过程中碰撞力取值问题.     

群桩基础竖向承载变形三维弹塑性数值模拟分析

利用三维弹塑性有限元,桩土界面间水平向位移相容、竖向设置具有双曲线型本构关系的非线性弹簧,对某桥矩形承台18根群桩基础竖向承载变形特性进行数值模拟分析,较好地模拟了大型群桩基础桩土间相互作用.通过分析承台荷载与承台沉降、桩顶轴力分布、桩顶轴力与承台荷载、桩顶轴力与桩顶沉降、桩身轴力分布及群桩基础沉降变形特性等,来研究承台群桩基础与土体共同作用的受力机理与变形机制,同时还分析了确定群桩基础的群桩效应.     

双螺旋弹簧质量系统动态响应分析

许多工程结构应用了双螺旋弹簧质量系统(如炮闩的复进簧),这种系统的非线性动态响应分析的解法国内外尚属罕见;本文分析计算了在纵向冲击载荷作用下,双螺旋弹簧质量系统中的动态应力变化规律及其最大值;理论计算结果与实验符合良好.这种方法可用来进行双螺旋弹簧质量系统的动态强度设计计算.     

弹簧质量与振动周期的关系

本文给出了弹簧质量不可忽略的振动系统的振动解，导出弹簧的等效质量的近似表达式，它具有较高的精度，并指出振动不再是严格的周期运动，而呈拟周期性。     

高强钢车门侧面碰撞的数值模拟

文章基于FMVSS214法规采用CREO软件建立高强钢车门的几何模型,并利用HyperMesh有限元软件完成前处理,最后利用LS-DYNA求解器完成碰撞过程的数值模拟,获取高强度钢车门的侧面碰撞工况模拟数据,研究车门侧面碰撞的变形原理及其吸能效应。研究表明：高强钢车门碰撞过程是刚性柱的动能转化为车门内能的能量守恒过程,车门外板、防撞梁、车门内板对于侧面碰撞能量的吸收能力依次降低,车门变形速率随着碰撞过程呈先增后减趋势。仿真分析得到的车门变形结果与基于FMVSS214法规的碰撞试验结果吻合度较好,说明本文建立的碰撞模型能够较好地模拟实际碰撞工况,可以为汽车侧面碰撞试验提供借鉴。     

基于弹簧-质点系统的薄膜结构曲面展开算法

将用三角形描述的空间膜片映射到初始二维膜片上，并使初始二维膜片与被展空间膜片在参
数域与空间域具有相同的拓扑结构。描述空间膜片的三角形与描述平面膜片的三角形的边长存在差异，采
用单元节点力代替此差异，节点质量由节点周围的膜单元面积确定，得到了描述系统运动的拉格朗日方程
。在求解方程时，每个时间段迭代初始速度置为零，计算过程中节点匀速运动，从而有效地避免了振幅过
大和发散问题，收敛速度明显加快。平面膜片的局部精度通过弹簧弹性变形系数予以控制，能够满足膜片
边界要求。该曲面展开方法具有精度高、计算速度快和易收敛的特点。     

狭缝涂布理论建模与数值模拟

狭缝涂布是一种精密涂布技术,目前已经被广泛地应用在柔性电子、功能薄膜、平板显示器、微纳制造、印刷等众多领域.通过对狭缝涂布系统稳定流动后的涂布层进行纳维-斯托克斯方程理论分析,建立了上游和下游的流速、流量关系的理论模型,揭示了涂布层的流动机理,并通过对涂布过程的数值模拟,得到涂布开始后不同时刻流体的流动界面,阐述了基底运动速度对涂布层质量的影响规律.该研究为进一步提高狭缝涂布质量和效率,优化狭缝涂布的生产工艺奠定了理论基础.     

港口起重机视景仿真系统中碰撞检测的应用

碰撞检测是开发港口起重机视景仿真系统的关键技术.基于Vega中碰撞检测原理,通过分析港口起重机视景仿真系统中吊具与虚拟物间的碰撞,确定了港口起重机视景仿真系统中的碰撞检测方法,文章首先选用LOS相交矢量方法,在Lynx界面的Isector模块中设置吊具为集装箱的碰撞目标,并保证集装箱和吊具的Isector类矢量掩码相同,然后在VC++中调用vgIsector函数创建吊具的BUMP碰撞检测实例,并将吊具的BUMP检测方法与吊具角色对象绑定,最后编写吊具无碰撞才运动的条件语句,实时检测吊具周围的虚拟场景.结果表明:应用Vega软件中的BUMP碰撞检测方法可以避免港口起重机视景仿真系统中吊具误穿越现象的发生,应用LOS碰撞检测方法可以提高BUMP方法检测集装箱的准确性.     

河流数值模拟系统的开发与应用

开发了一套适用于河道水流、水沙与水环境模拟的河流数值模拟系统(River Simulation System,简称RSS),该系统集成了AutoCAD软件作为图形处理平台并采用VB对CAD进行二次开发,实现了和AutoCAD软件的无缝衔接,系统的图形处理能力和执行效率均较高.目前,RSS系统已集成了一、二维水流、水沙与水温的数学模型及其一、二维嵌套模型,其中平面二维数学模型可以基于三角形网格、四边形网格以及混合网格进行求解,对复杂区域的适应能力较强.     

基于重接原理的三级电磁发射系统

为了揭示多级重接式电磁发射发射体的运动特性及规律,设计建立了用于实验研究的小型三级重接式电磁发射系统并进行仿真分析.介绍了重接式电磁发射的工作原理及运动模型,设计建立了用于实验研究的小型三级重接式电磁发射系统.整个系统包括3个相同的子系统和一个集中控制系统.在对实验模型数据实测并拟合的基础上,确定运动模型所需电感梯度和放电回路电参数,最终建立了发射体运动的数值仿真模型.对数值仿真模型包含的电路和运动方程采用四阶Runge-Kutta法进行数值求解,得到了三级发射的运动特性仿真结果.结果表明,当发射体速度不高时,加速过程完成于在电容器组向线圈放电起始很短的时间和距离内;加速的效果取决于适当的发射体初始位置;发射体终速度和发射整体效率都随电容器组存储能量的增加而增大;多级发射中后级效率高于前级,整体效率也随着发射级数的增加而增高.     

油藏数模专家系统中的知识动态调度

油藏数值模拟历史拟合辅助专家系统的开发是一个增量式的开发过程,随着系统功能的日趋增强,知识库也将不断求精不断扩充,根据求解问题的不同,可能形成若干知识块。介绍了数值模拟历史拟合辅助专家系统中为满足系统功能不断完善的需求,而建立的知识动态调度机制。改造后的Ｃｌｉｐｓ系统,推理方式采用在推理过程中根据当前的状态动态地选择规则和事实进行推理的机制凤及推理服务对象与ＯＤＢＣ接口,实现调度存在各种异构数据库     

虚拟手术模拟系统中包围盒碰撞检测技术及应用研究

碰撞检测模块是虚拟内窥镜系统的重要组成部分。根据变形物体的碰撞检测要求及连续切割过程对网格结构的影响,提出了碰撞检测的层次包围盒结构修正方法。该方法针对网格中的单元剖分和网格优化的过程中网格单元变化采用子树替换、位置提升方法进行修正,可满足连续切割中正确碰撞检测和精确碰撞的要求.     

不规则基坑变形的数值模拟分析与应用研究

运用falc3d的基本原理,对不规则基坑变形进行数值模拟分析,总结出了不规则基坑的变形规律,对不规则基坑稳定的问题处理有一定的指导意义。     

碰撞问题的数值模拟

分析了球体与板碰撞的特征,提出了用Flash进行动态模拟的方法。     

Fluid-solid coupling numerical simulation of charge process in variable-mass thermodynamic system

A joint solution model of variable-mass flow in two-phase region and fluid-solid coupling heat transfer, concerned about the charge process of variable-mass thermodynamic system, is built up and calculated by the finite element method (FEM). The results are basically consistent with relative experimental data. The calculated average heat transfer coefficient reaches 1.7×10⁵ W/(m² · K). When the equal percentage valve is used, the system needs the minimum requirements of valve control, but brings the highest construction cost. With the decrease of initial steam pressure, the heat transfer intensity also weakens but the steam flow increases. With the initial water filling coefficient increasing or the temperature of steam supply decreasing, the amount of accumulative steam flow increases with the growth of steam pressure. When the pressure of steam supply drops, the steam flow gradient increases during the maximum opening period of control valve, and causes the maximum steam flow to increase.