300t精炼钢包透气砖应用的数学物理模拟

针对300t精炼钢包,在LF设备电极位置与钢包透气砖所在位置的对应关系确定的基础上,通过水模、数模分别采用单吹、复吹时钢包内钢水流动特性和夹杂物去除的对比研究,探讨了透气砖结构性能的影响作用。结果表明,单吹时应使用抗渗透较好且能形成有利于夹杂物去除的气泡形态狭缝式透气砖（PBI）,吹气卷渣临界气量为1．45m^3／h,气量需稳定,混匀时间为82．44s,钢液渗透小,夹杂物去除率为62．86％,能够满足搅拌钢液起到成分和温度的快速均匀以及净化钢液的作用。     

基于三元组信息的网络流量检测点选取算法

为了有效地选取网络流量检测点,根据流守恒假设,提出一种网络流量检测点选取算法．该算法将网络流量检测点选取问题抽象为图的弱顶点覆盖问题,使用三元组信息标记网络节点,通过比较和替换节点的三元组信息并根据最后的三元组信息,完成网络流量检测点的选取．仿真结果表明,新算法不需要了解网络拓扑的全局信息,能动态地排除无法部署的网络节点,有效地解决了网络流量检测点的选取问题．     

二维复合材料微结构的力学响应计算

复合材料的力学响应数值计算对于多元多向异质体材料微结构的“性能导向型”设计、材料微结构失效的评估与预测具有重要的意义。利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出二维复合材料微结构的代表性体积单元,通过C语言、Python脚本混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,使之用于复合材料微结构几何模型的建立、材料属性与晶粒取向的赋值、边界条件的定义以及有限元网格的划分,从而有效地实现二维复合材料微结构的细观应力响应计算。     

底部局部辐射加热窑炉内温度场数值模拟

提出了底部局部辐射加窑炉内温度场数值分析的控制方程组，分别对平面加热及半圆柱形加热面两种算例进行了数值计算，得了影响烤花烤窑炉内温度场均匀性的主要因素和有加热面发射率，加热面形状，加热面相对位置及窑炉墙体热阻和墙体与外界的换热热阻。     

不同工况下仿生叶轮水上推进性能数值分析

研究采用蛇怪蜥甥踏水机理设计的轮-叶复合式仿生推进装置,针对实现推进性能最大化的仿生叶轮装置设计的难点,从减少叶片能量损失的角度设计了一种压水防溅型仿生叶轮结构,如何有效获取新型叶轮结构的水上推进性能,应用计算流体力学数值方法,通过构建不可压缩非稳态的N-S主控制方程,采用欧拉网格有限体积法的离散化处理方式,综合应用VOF模型和动网格技术,实现对新型仿生叶轮水上推进性能的数值模拟,着重讨论了不同转速ω和负载P下的仿生叶轮水平速度v1和水平位移s1的变化规律,研究仿生叶轮运动中压力场、速度场和气液相的分布特点,获得了转速ω和负载P对仿生叶轮水上推进性能的影响规律.仿真分析结果表明转速ω和负载P均存在一合理区间范围,使得新型仿生叶轮推进性能最优,仿真结果可为实现仿生叶轮模型水上推进性能最优提供了理论基础.     

运载火箭六自由度仿真平台搭建与应用

研究运载火箭六自由度仿真系统设计问题,在传统火箭六自由度仿真平台设计中常以特定任务为导向,造成仿真系统碎片化严重,扩展重用性不足.同时,数值仿真与视景仿真的交互中存在实时驱动的问题.针对上述问题,采用面向对象的模块化设计方法,建立了运载火箭六自由度仿真模型,给出了三层结构的通用仿真框架.设计了仿真消息管理器,较好地解决了数值仿真与视景仿真的集成并保证了系统的实时性.仿真结果验证了模型建立的准确性以及仿真平台的可靠性和稳定性.仿真结果对于运载火箭设计和性能评估系统的建立有着良好的借鉴意义.     

火箭发动机自由射流噪声模拟过程

准确仿真火箭发动机的自由射流噪声,是保证火箭稳定发射的关键手段.火箭发射过程中的自由射流噪声主要由发动机流场中的燃烧噪声、内部障碍物周围的流动噪声、管壁的摩擦噪声等单极子声源所产生的复合噪声叠加而成,噪声在方向上的特征较为复杂.传统的Reynolds-averaged Navier-Stokes方法仅仅得到了时均的流场,无法预测自由射流的方向性,导致对噪声的仿真效果不好.提出采用大涡仿真与FW-H表面积分法相结合对火箭发动机的流场与噪声远场进行仿真,使用大涡仿真与Mohring声类比相结合,对噪声的方向性进行预测,克服传统方法存在的弊端,完成噪声仿真过程.仿真结果显示:流场吻合很好,声场中低频声压级吻合较好,高频声压级略低于测定值,测点的综合声压级误差较小.     

手指再生技术中断指虚拟三维图像仿真

手指再生技术过程需要根据手指三维图像残缺特征,对手指残缺区域进行方向和角度再生虚拟估计,一旦手指三维图像残缺信息量过少,传统的虚拟三维图像仿真方法无法取得足够信息,只能根据简单的向上、角度旋转等信息完成再生手指三维图像的仿真,效果不好.提出一种新的多媒体虚拟手指再生技术三维图像仿真方法.在手指状态空间中寻找一组样本,运用近似估计概率密度函数,降低手指再生方向估计的误差,以样本均值替代积分运算,获得状态最小方差分布,对手指残缺三维图像的方向和角度进行估计,再通过角度信息对手指残缺三维图像进行多目标融合.实验结果表明,利用该算法进行手指再生技术的虚拟三维图像仿真,能够真实的反映手指再生技术中,不同三维图像残缺特征间的关联性,从而为手指再生技术提供准确的决策依据.     

柴油加氢工艺动态仿真研究与应用

柴油加氢工艺是通过加氢反应来提高油品质量,对于环境保护和大气污染防治起着至关重要的作用.由于柴油的组成纷繁复杂,使得柴油组分难以确定,一直以来是加氢工艺动态仿真模拟中的难点问题.为解决上述问题,采用真实组分法确定了柴油组成,建立了组分分率模型,进而实现了柴油加氢工艺的全流程动态仿真.仿真结果与实际相吻合,证明了该方法用于柴油加氢工艺的动态仿真是行之有效的.     

小麦植株拓扑结构发生过程的仿真研究

以小麦作物为研究对象,采用小麦植株形态结构的观测分析,提出了由多层次自动机模型、植株拓扑结构数据模型和模型调度算法构成的小麦植株拓扑结构的发生过程仿真方法.多层次自动机模型将小麦植株拓扑结构的发展过程视为生长单元、叶元和器官三个不同层次基本结构的重复、迭代,并以此建立宏状态、子状态和微状态自动机,进行拓扑结构演变过程的控制和形式化描述;植株拓扑结构数据模型基于小麦分枝结构的特征,建立拓扑结构的抽象单元和抽象单元间的关系,实现植株拓扑结构的描述与结构化存储;模型调度算法以多层次自动机为控制机制,进行植株拓扑结构数据的动态更新.在此基础上,采用VC++/OpenGL建立小麦虚拟生长可视化系统,进行了植株拓扑结构发生过程仿真,结果表明,改进方法能够对小麦个体全生育期拓扑结构的演变过程进行准确仿真,与同类仿真方法相比较,具有拓扑发生规律形式化定义易于建模理解、拓扑结构发生仿真控制精确、拓扑控制与描述分离利于改进和扩展等特点,可为虚拟小麦生长研究提供技术支撑.