自由表面流动的三维SPH数值仿真研究

使用三维光滑粒子动力学(SPH)方法研究了自由表面流动问题,使用自编的三维SPH程序完成了溃坝算例。三维SPH模拟结果与两维SPH结果及实验结果保持一致,验证了三维SPH方法的可行性.数值仿真结果表明,在三维溃坝过程中,流体的形状、位置、速度等主要物理现象可以很好地进行模拟.通过合理地设置输入条件、边界条件及状态方程等仿真控制参数,提出的三维SPH方法可以很容易地进行扩展,可以处理许多其它的三维流体仿真问题.     

光滑粒子流体动力学流体仿真交互性研究

为了加强虚拟水体的交互性,在基于物理的水体仿真基础上,应用并扩展了光滑粒子流体动力学技术,提出了一种基于粒子的流体仿真算法.该算法通过对光滑粒子流体动力学基本算法进行扩展,解决了虚拟水体与虚拟场景中的静态实体以及动态实体的交互问题,并给出了仿真算法的程序实现方法.实验表明,该算法既满足了虚拟水体渲染的实时性要求,同时又解决了虚拟现实场景中水体与其它物体的交互性问题.     

基于GOCAD的三维地质模型构建方法

探讨了利用GOCAD建立工程建筑三维地质模型的关键技术问题,提出了以克里金插值和离散光滑插值相结合来建立地层界面以及采用GOCAD中的GR ID功能代替SOLID功能建立三维地层实体的方法。以北京市某经济开发区建筑场地为例,利用GOCAD建立了该场地第四系沉积层的模型。实例分析表明,由此建立的三维地质模型能更好地反映实际情况。     

不同形态和间隔非光滑表面模具钢的磨损性能

为提高模具的磨损性能和使用寿命,模仿生物体表非光滑现象,利用激光在4Cr3Mo2NiVNb模具钢表面分别加工出具有各种形态和分布间隔的非光滑单元体,对比研究非光滑表面试样和光滑表面试样的磨料磨损性能.结果表明,各种非光滑表面试样耐磨性均优于光滑表面试样;非光滑单元体的形态和分布间隔决定单元体的面积比和硬度,是决定非光滑试样磨损性能的直接因素.非光滑表面试样磨损时,硬度较高的部位支承载荷,防止磨料刺入基体材料,阻碍磨损进程;硬度较低的部位吸收能量,将磨料对非光滑表面的犁削变为滚动,有效减轻磨料对非光滑表面材料的磨损程度,耐磨性能得到提高.     

超光滑表面粗糙度检测系统的研究

超精加工技术的不断发展,对光滑表面粗糙度检测精度要求越来越高.采用显微相移干涉技术,设计软件算法实现超光滑表面任意横向或纵向截面线粗糙度以及面粗糙度在线检测与三维动态显示,初步实验表明,该系统测量精度达纳米量级,满足超光滑表面粗糙度检测性能要求.     

岩体工程开挖及蠕变的三维有限元解法

本文建议采用HK模型作为岩体工程中开挖及蠕变的弹-粘弹性统一计算模型。描述并展示了基于该模型的三维非线性计算程序CRR4,系统地实现了对原始地应力场的空间模拟、分期开挖连同围岩蠕变的计算和分析,并通过三维等参单元的应力光滑化改进了岩体工程有限元应力计算方法,此外还可由计算机自动描绘围岩三向位移过程线。     

平面光滑曲线元的生成与转换及其在道路中桩坐标计算中的应用

着重讨论了平面光滑曲线元的生成和平面光滑曲线元在不同坐标系之间的转换及其在道路中桩坐标计算中的应用。     

一类单自由度非光滑系统混沌运动的延迟反馈控制

采用了非线性延迟反馈控制混沌的方法,运用等效线性化法对加入延迟反馈的单自由度非光滑系统微分方程进行解析求解,利用分岔图和Poincaré映射图分析了系统的动力学行为,揭示了延迟反馈对系统的混沌运动具有很好的控制效果.延迟反馈项实际上是一个作用明显的扰动项,通过选择合适的反馈控制参数R1、R2和延迟时间τ,引导非光滑系统的混沌运动转化为规则的周期运动,使得混沌受到控制;另外,通过数值仿真验证了该方法的有效性.     

高导铜型材连铸工艺

苏格兰劳脱米德公司开发出了铜棒连铸和铜型材连续挤压工艺。A级阴极铜用作原料,在RautomeadRS上拉垂直铜连铸机上被熔化并连铸成直径8-20mm的铜棒材。铜棒是无氧的,标称含氧量低于3ppm,而且铸材表面也清洁、无氧。而后铜棒可直接送入整合机并连续挤压成所需外形,形成表面光滑、晶粒细小的铜型材。加工道数从5道减至3道,成品率可达90％。     

硅氢键对波导表面光滑化影响的理论仿真

低损耗高Q值硅基纳米光波导谐振腔,是高灵敏探测器、生物传感器、光通讯器件等发展的关键。而波导表面粗糙度会造成较大的光传输损耗,是制约硅基纳米光波导谐振腔Q值提高的一个重要因素。降低硅基纳米光波导表面粗糙度已成为光波导器件发展的一个关键问题,氢退火工艺是当前改善波导表面粗糙度的一种关键技术。基于表面硅氢键流密度理论,利用Materials Studio软件模拟氢退火光滑化处理过程中硅与氢之间的反应,搜索反应过渡态,探究硅氢键、温度等因素对反应的影响。结果表明:在高温氢退火氛围下,波导表面硅原子与氢原子之间能够形成硅氢键,且温度越高,在硅氢键作用下表面硅原子迁移速率越快,表面由高能态向低能态过渡,表面光滑化效果越明显。