基于Abaqus的水下摩擦螺柱焊焊接过程仿真

采用Abaqus有限元计算软件,对摩擦螺柱焊的焊接过程进行了仿真研究.通过在Abaqus/stand算法的基础上利用Python脚本编程实现了参数化建模、网格自动重划分以及结果映射、散热边界自动选取等功能,有效解决了焊接过程中由于材料大规模非线性塑性变形导致的计算收敛困难问题.仿真计算获得的螺柱塑性变形情况与实际焊接结果基本一致,有效证明了该有限元模型的合理性.另外,通过对焊接温度场及应力场结果的分析,较好的解释了干式环境和有水环境下采用相同焊接工艺参数的焊接接头质量存在差异的现象,这对摩擦螺柱焊技术的水下应用及其工艺参数研究具有重要的指导意义.     

基于格子Boltzmann方法的页岩纳米多孔介质流体流动模拟

纳米多孔介质中受限流体流动机制对提高页岩油采收率、水净化等科学和工程应用至关重要。以理论方程和分子动力学模拟(MDS)结果为基础，基于格子Boltzmann方法(LBM),建立了局部表观黏度-LBM(LAV-LBM)孔隙尺度模拟模型来研究纳米多孔介质中流体流动机制，该模型通过局部表观黏度和密度分布将纳米尺度效应(滑移边界、非均质黏度/密度)代入LBM,使LBM模拟过程中无法准确表达的复杂滑移边界条件可以退化成简单易实现的无滑移边界。通过理论方程对比验证、分子模拟-LAV-LBM密度分布验证、理论方程-LAV-LBM速度分布验证结果表明，基于LAV-LBM模型可以有效模拟纳米多孔介质中流体流动规律。基于该模型，研究了纳米尺度效应、多孔介质尺寸、表面润湿性对表观渗透率和增强系数的影响规律。研究结果表明：当接触角约小于70°时，由于高/低近壁面相黏度、低/高滑移速度导致表观渗透率和增强系数减小；表观渗透率和增强系数随着接触角增大而增大，原因是边界滑移速度逐渐增大，近壁面水相黏度逐渐减小；非均质密度导致相同时间内，近壁面相流体体积流量与体相区域不同，非均质密度越强，对流动能力影响越大；孔径越大...     

V/f控制MMC带换流变压器空载充电发生高频振荡的机理分析

风电经柔性直流输电并网系统中，V/f控制的模块化多电平换流器(MMC)带换流变压器空载充电时可能发生高频振荡，换流变压器动态和MMC控制环节动态对系统高频振荡有较大影响。文中研究V/f控制MMC带换流变压器空载充电发生高频振荡的机理，分析交流电路参数和MMC控制参数对系统高频小干扰稳定性的影响。首先，建立考虑换流变压器杂散电容的送端MMC换流站谐波状态空间模型，通过分析换流变压器杂散电容变化时的特征值轨迹，并与时域仿真结果进行对比，说明高频小干扰稳定性分析中考虑杂散电容的必要性。然后，对MMC带换流变压器空载充电时的高频振荡模式进行参与因子分析，确定参与程度较高的状态变量和关键环节，建立适用于高频小干扰稳定性分析的降阶模型，并利用阻抗特性分析揭示系统发生高频振荡的机理。最后，通过计算系统特征值轨迹，分析交流电路参数和MMC控制参数对系统高频小干扰稳定性的影响，利用电磁暂态仿真验证了分析结果的正确性。