基于Fluent网格变形的旋流器的形状优化

目前,旋流器的流体结构优化主要局限于单参数的尺寸优化;大多采用多组网格分别模拟的方法;不仅费时,而且对于微小的尺寸变形常常难以操控。当旋流器的分离效率优化到一定峰值后,进一步提高则比较困难。为解决这一问题,提出了基于网格变形的形状优化方法。以旋流器的分离效率为目标,采用ANSYS Fluent的网格变形方法,优化了旋流器的外形结构,将旋流器的分离效率由原来的95.69%提高到了99.18%,并对比分析了优化前后的压降、速度和油相体积分布。研究结果表明：Fluent 网格变形器驱动网格节点的平滑变形,可以同时实现变形区域的结构参数的优化组合,以及优化迭代的自动化和智能化,具有良好的全局搜索能力和较强的鲁棒性;Fluent网格变形优化算法能够缩短CAD建模的时间,避免网格重构;可在单一尺寸优化的基础上,在一定范围内提高旋流器的分离效率。     

仿生鲨鱼皮盾鳞的参数化三维建模技术*

鲨鱼皮的减阻机制与其真实几何形态密切相关,针对目前仿生鲨鱼皮建模中参数化设计程度较低的问题,提出一种使用真实鲨鱼皮盾鳞数据进行参数化设计的几何建模方法。该方法将采集的鲨鱼皮μCT数据进行三维重建以获得盾鳞样本模型,并对盾鳞样本模型进行形态分析与参数定义。建立基于微分域网格变形算法驱动的参数化几何建模编辑系统,以实现盾鳞样本模型的几何形态设计。依据鲨鱼皮不同部位盾鳞模型的几何参数,实现了样本模型的参数化变形设计。试验结果表明该技术路线稳定可靠,变形设计过程无形态扭曲,最终结果能够反映鲨鱼皮不同部位盾鳞真实几何形态。     

小煤柱护巷技术应用实践

针对赵固一矿11031-1孤岛工作面煤层赋存条件,通过分析巷道支撑压力分布情况和围岩变形破坏特点,运用极限平衡理论,确定工作面护巷小煤柱合理尺寸,同时结合现场巷道变形观测数据,证明锚网索支护效果良好,不仅能保证小煤柱护巷期间工作面安全生产,还能提高煤炭采出率。     

0.5 mm毛细管内气-液Taylor流动换热数值研究

采用移动计算域方法研究0.5 mm毛细管内充分发展的气液Taylor流动换热特性,分析了Taylor气泡的形状、压降与换热特性。结果表明,随着入口Reynolds数Re的增大,气泡尾部的不稳定区域增大,液膜厚度逐渐增大,气泡长度变长;随着气泡体积分数ξ_g的增大,气泡形状基本不变而长度逐渐增大。阻力因子f随Re、ξ_g增大而降低,两相阻力系数高于单相的情况。平均Nusselt数Nu_tp随Re增大而增大,增大趋势逐渐降低;随ξ_g增大而线性降低。Taylor流的Nu_tp为单相的1.2～3倍,强化换热效果。     

面向同步建模分析的三角网格局部光顺优化算法

对于大型复杂的几何体,不可能仅通过一次算法自动剖分即得到高质量单元,剖分过程容易出现边界单元狭长、曲面内部单元尖锐等问题,由此,提出局部光顺优化算法。算法结合全局光顺方法以及局部网格拓扑结构优化方法的优点,避免了全局性优化算法计算量过大的缺陷,较传统优化算法,具有较好稳定性,通过实验验证,优化后的单元整体大小均匀、形状规整,在提高数值计算效率方面有较好表现。     

基于电场分析的钛合金电解加工圆孔成形研究

以钛合金电解加工圆孔为对象,充分考虑加工中电场与移动网格相互关系建立了圆孔加工理论模型,采用数值计算方法得到了电解加工圆孔电位分布、电流密度分布、成形过程和材料变化,探讨了不同加工参数（脉冲平均电压、电导率和进给速度）对电解加工圆孔成形的影响,并开展了电解加工圆孔实验,得到了圆孔形貌,在相同加工参数下,理论计算和实验得到的圆孔深度分别1.07mm和1.157 14mm,两者能够较好地吻合,可为电解加工圆孔提供理论依据。     

面向曲面品质分析的高光曲率线法

高光线法在曲面品质分析领域广泛应用。针对高光线法信息单调的缺陷,首先探讨了三角网格曲面上高光线的生成原理,优化了曲面特征点法矢量算法,给出了更为高效的高光点追踪算法,引入NURBS插值曲线反算法用于计算高光线。由此提出了一种曲面品质分析新方法一高光曲率线法。最后通过高光曲率线法的分析实例,验证文中所提出新算法在曲面品质分析上的优越性。     

二维MOC的CMFD加速计算模块开发与验证

DRAGON程序中的二维特征线法(MOC)计算模块包含多种加速方法,但加速效率很高的粗网有限差分(CMFD)加速算法并未得到应用。为提高DRAGON程序中现有的二维MOC计算模块的计算效率,开发了CMFD加速计算模块并探究其收敛稳定性。运用C5G7-2D基准题验证所开发的CMFD加速计算模块,验证结果表明,所开发的CMFD加速计算模块与DRAGON程序中原有的加速模块相比具有很高的计算效率,较同类计算程序OpenMOC有更好的收敛稳定性。     

PEM水电解用多层钛网析氧阳极制备及性能研究

以钛网为扩散层基体,氯铱酸为前驱体,采用浸渍-热解法制备了IrO₂/Ti 析氧阳极,进一步采用热压法制备膜电极.综合扫描电镜尧循环伏安尧交流阻抗尧单池性能曲线测试及阳极寿命强化测试,研究了不同层数钛网析氧阳极对性能及寿命的影响.结果表明院与单层钛网析氧阳极比较,采用双层钛网析氧阳极,积分电荷由84.27 mC/cm2 增至153.12 mC/cm2,电极电化学反应阻抗由7.38 Ω·cm2 降低至3.03 Ω·cm2,单池性能得到提升.寿命强化测试表明,采用双层钛网析氧阳极在稳定性及寿命方面有显著提升,稳定运行时间由30 h 增加到了53 h.      

基于平均曲率的布料模拟弯曲模型

通过对布料特性及内部结构的研究与分析,针对布料的弯曲特性提出一种非线性弯曲近似模型。首先对实际布料的弯曲属性值进行测量,获得布料的弯曲属性参数;然后,在此基础上建立基于平均曲率的弯曲近似模型来表示弯曲力。其次,利用曲面的平均曲率与高斯曲率对布料的三角网格模型进行分区划分。最后,根据子区域平均曲率的变化对弯曲力进行更新。仿真实验中,在不影响布料模拟质量的前提下,与Volino弯曲模型相比在弯腰时关键帧的速度平均提高了2.7%,抬臂时关键帧的速度平均提高了4.1%。实验结果表明,该模型对弯曲力的计算兼顾了简单性和精确性,能充分表现衣服褶皱细节,生成的衣服褶皱较真实。