可控性的双层粒子刚体脆性破裂模拟动画

提出一种可控性的双层粒子模型的刚体脆性破裂动画的模拟框架.首先,使用接触力学分析撞击时固体内部产生的弹性位移并采用光滑粒子流体动力学进行离散求解,在此基础上建立一个可控性的内力分析模型.其次,提出一种双层粒子模型来对刚体进行建模,在保证内力计算精度的同时提高了刚体动力学中碰撞检测的效率.最后实现了多个刚体脆性模型场景的动画.该算法可适用于刚体脆性破裂模拟的动画应用.     

一种SPH流体仿真边界校正方法

使用光滑粒子流体动力学方法进行流体仿真,并提出一种边界校正方法。使用快速泊松盘采样算法对容器边界进行采样,生成边界粒子,对边界粒子质量进行差值估算,计算边界粒子对流体粒子的作用力,以此来仿真流体与边界的相互作用。该方法可避免穿刺、滞留等现象的发生。通过实验验证了该算法的正确性。     

某鱼脊连续梁桥行车安全性分析

采用数值风洞方法,对大治河桥上车辆的行车安全进行了分析,给出合理的安全行车风速。大治河桥总体布置采用预应力混凝土鱼脊连续梁桥,鱼脊的设置对桥面上车辆的行驶安全性产生了一定的影响。首先,采用通用计算流体动力学软件FLUENT分析了鱼脊对行驶车辆受力的影响;其次,以车辆不发生侧滑为指标,给出了大治河桥在不同桥面特征下的安全行车风速标准;最后,根据现行标准给出了大治河桥在安全行车方面的管养要求。     

多尾鳍仿生推进器多推进模式运动仿真研究

提出了一种新型水下仿生推进器,采用多尾鳍协调驱动方式实现了鱼类波动推进模式和水母射流推进模式的有机复合,建立了多尾鳍波动-射流推进的运动学模型,着重利用计算流体动力学方法对多尾鳍波动-射流推进运动进行了仿真分析。研究结果表明:在特定运动参数下,多尾鳍波动推进模式能提供持续均匀的推进力,游动稳定性好;而射流推进模式,能产生瞬间的大推进力,加速性能好。研究内容为进一步探索多模式推进理论提供了依据。     

磁流体动力学陀螺磁场均匀性分析及优化设计

为了改善磁流体动力学陀螺的低频响应,提出了将磁流体动力泵技术应用于磁流体动力学陀螺研制的方法,并用ANSYS对其磁路结构进行三维仿真。仿真结果表明,磁感应强度不均匀度远大于10%,严重影响传感器的精度。通过有限元仿真方法分析不同永磁体对工作间隙磁场的不同影响,并在结构设计中去除对磁场不均匀度影响较大的永磁体,最后通过合理的磁路设计方法,在实现工作间隙所需磁场的同时降低磁场的不均匀度。仿真结果表明:磁感应强度不均匀度小于10%。     

卧式单轴捏合反应器流动与混合特性的数值模拟

选取卧式单轴捏合反应器为研究对象,搭建了一个可视化实验装置来研究其分布混合过程,并且通过三维有限元数值模拟方法和网格重叠技术获取了高黏牛顿流体在反应器中的流速分布、剪切速率分布与混合指数分布,进一步采用粒子示踪技术分析了全局与局部分布混合过程,对示踪粒子的运动轨迹进行统计分析得到了拉伸率与混合效率,并且考察了搅拌结构对流动与混合过程的影响。结果表明,实验与数值模拟结果吻合较好。捏合反应器中几乎不存在流动死区,搅拌轴上的动态捏合杆与搅拌槽壁面上的静态捏合杆之间存在周期性的捏合作用,可以强化自清洁性能、剪切作用、整体与局部分布混合过程、分散混合性能以及混合效率。拉伸率随着混合时间以指数形式增加,时均混合效率大于零。     

双分裂导线尾流驰振的数值模拟

利用计算流体动力学(CFD)方法对双分裂导线在均匀来流作用下的气动力与流场特性进行数值模拟计算,研究得到各子导线的气动力系数,以及背风侧子导线气动力系数随其与迎风侧子导线相对位置的变化曲线。同时采用两节点索单元模拟导线,梁单元模拟间隔棒,建立双分裂导线的尾流驰振数值模拟的有限元模型,并基于CFD方法数值模拟得到的各子导线气动力参数建立双分裂导线的气动力模型;利用Ruange-Kutta显示积分法对其动力方程进行非线性数值求解,得到其尾流驰振的动力响应。最后以某实际工程中双分裂导线为例,研究间隔棒布置、分裂导线倾角以及风速对分裂导线尾流驰振的影响。上述结论可为双分裂导线的防振设计与研究提供参考。     

旁侧四超声速进气道弹体内外流一体化数值研究

以数值模拟为主要手段,通过求解雷诺时均方程,分别对弹体外流场的流动特性以及四个二元旁侧超声速进气道与弹体、燃烧室一体化内外流动特性进行了计算研究．通过对典型飞行状态的计算,获得了进气道的总压恢复系数、流量系数随马赫数的变化关系以及随攻角的变化关系．对计算结果和部分试验结果进行了比较,获得的进气道总压恢复系数和试验值较为接近,计算流量系数稍高于试验值．进气道速度特性、攻角特性与试验变化基本一致,规律性明显．     

双燃料升力体巡航飞行器设计

叙述了Ma＝10的双燃料(吸热碳氢燃料/低温氢燃料)升力体巡航飞行器的设计,最终结构质量不超过277 t,可携带4 540 kg有效载荷,作战半径可达15 750 km.设计要求根据其任务要求、操作方面考虑和性能问题而确定.给出了气动方法和性能结果,同时给出了参数进气道设计研究的结果.飞行器外形的长细比优化是通过飞行器宽度和高度变化的参数研究来完成的,在进行长细比研究时,除了考虑壳体质量和平面形状对飞行器起飞和巡航性能的影响外,还引入了流迹性能特性的CFD(计算流体动力学)计算结果.     

基于计算流体动力学方法的鱼雷涡轮机功率计算

以往涡轮机功率计算都采用1D解析法及经验公式,无法考虑通流部分中各种损失,而且不便于对涡轮机作进一步性能参数优化。本文基于计算流体动力学（CFD）方法,对鱼雷燃气涡轮机通流部分的3D流场进行数值模拟计算,并对模拟计算结果进行分析及后处理,得到涡轮机叶轮叶片力矩值,推算出涡轮轴输出功率,为分析涡轮机内部各种损失,优化涡轮机性能参数提供了重要依据。