仿毛织物声阻率及吸声公式的研究

研究了几种中长涤纶仿毛织物的结构参数与声学参数之间关系．分析了相同透气量时织物厚度对声阻率的影响，以及相同厚度时透气量对织物声阻率的影响．研究结果显示，在织物透气量较小时，相同透气量的织物的厚度对声率的影响较小，而织物微孔半径增加时声阻率却出现增加的情况．由此得出，织物声阻率随纱线细度的增加而增加．在厚度相同时织物声阻率随其透气量增加呈曲线形式变化，透气量适中时吸声系数达到最大，透气量偏大和偏小都会使声阻率偏小．对这个曲线拟合后得到了由织物透气量计算其声阻率的经验公式，将这个经验公式代入H.Kuttruff的织物吸声系数公式后使得实测结果与计算结果吻合较好．     

基于Matlab的纺织材料动态模型的数值解法

用Matlab求解伴有凝结发生时多孔织物的动态热湿传递数学模型,指出Matlab在运用有限差分方法和数值积分方法在纺织材料中对热湿传递模型求解的作用.对于不同材料的多孔织物介质中的温度、水蒸气浓度和含水量进行了数值计算与比较.数值模拟结果及其分析表明了数值算法的有效性.     

热防护纺织材料隔热性能的数值模拟

建立了一维织物传热模型,在此基础上利用ANSYS软件对热防护材料的隔热性能进行数值模拟和预测,并用PBI(Polybenzimidazoles)织物与PSA(Polysulfonamide)织物在不同热流密度下的热防护实验结果对模型的有效性进行了验证,结果显示数值模拟结果与实验结果的相对误差在5%以内.     

深筒仓动态压力数值模拟

文章用有限元法对筒仓进行了动态压力数值模拟,得到了沿仓壁和漏斗壁动态压力数据,并将模拟结果与测试数据、规范、Janssen公式和微力学离散元模拟结果进行了对比分析,表明有限元模拟结果与规范、Janssen公式、动态压力测试结果吻合良好,说明用有限元法模拟筒仓的静态压力和动态压力是可行的.     

脉冲微分系统的数值模拟与可视化

脉冲微分系统理论及应用研究近年来得到了很大的发展。对于一些较复杂的系统,进行理论分析很困难时,就必须利用数值模拟方法对其进行研究。研究对于脉冲微分系统进行数值模拟的算法设计问题。建立了动态赋值函数算法,并针对脉冲系统的特点,将求解微分方程数值解的龙格库塔法与脉冲点判别及处理有机结合,设计出求解脉冲微分系统的数值算法。由于可以方便地调用动态赋值函数算法,所设计的数值算法具有通用性。对一般的脉冲微分系统可求其数值解、绘制系统终态图及时间序列图等。选择了两类典型的脉冲微分系统为例,对其进行数值模拟,得到了一些有意义的结果。     

微风环境下机织物的湿渗透机理

测量和分析了几种中长涤粘机织物在相近厚度不同透气量以及相近透气量不同厚度情况下的透湿情况.研究发现,在微风环境里,相近厚度织物的透湿量随着其透气量的增大有减小趋势.由此得出一个假设,毛细管吸附作用在织物的透湿中起着重要的作用,透气量太大时单位面积内的毛细孔数减少,对水分子的吸附量小,所以吸湿量小.因此,织物的透湿过程描述为导湿则更加确切.另外,在透气量相近时,透湿量随厚度增加而略有减小,主要原因是由于织物微孔中纤维材料的表面积很大,水分子在传递过程中受到很大的吸附力,从而使得较厚的织物的导湿能力下降.     

安全气囊织物气流充胀变形的研究

对气囊织物承受0～50 kPa的气流充胀过程进行了有限元模拟.得到了其充胀后的变形曲线及其薄膜应力分布,并通过实测中心挠度验证了数值模拟的有效性.研究表明.气囊织物受气流充胀后近似球形.中心处的薄膜应力最大,固定边界处的薄膜应力最小,且薄膜应力随气体压力的增大呈非线性增加;织物中心处径向薄膜应力与切向薄膜应力近似相等,固定边界处两者的差值最大,且切向薄膜应力减小为零.     

织物的动态传热传湿性能研究

文章探讨了织物的动态传热传湿性能,认为织物的传热和传湿是相互影响的,为此设计了一台织物的动态传热传湿性能测定仪,对织物在经历干燥—吸湿—放湿—干燥整个过程中所传导的热量(包括干热和湿热)进行了测量.根据测量得到的热流量曲线,本文提出了四个衡量织物动态传热传湿性能的指标,实验结果证明,所用指标能较好地反映织物的动态传导性能。结果表明,经织物所传递的热量大小与织物自身的传湿散热性能有关,湿阻小散热性能好的织物其测得的单位时间内传递的热量值较大.     

经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料的压缩性能

将经编间隔织物与软质聚氨酯泡沫复合,制备了5种经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料试样.对复合材料进行了平板压缩试验,探讨间隔丝针背横移数、间隔丝直径和织物厚度对复合材料压缩和能量吸收性能的影响.利用有限元分析方法和ANSYS软件建立了复合材料的单胞有限元模型,对其压缩性能进行了模拟,得到复合材料的应力云图和应力-压缩率曲线.有限元模拟结果与试验结果显示出较好的吻合度.     

C45珊瑚混凝土的冲击压缩性能试验及数值模拟

为了研究珊瑚混凝土(CAC)的动态力学性能,采用试验研究和数值模拟相结合的方法对强度等级为C45的CAC冲击压缩性能及破坏特征进行了分析.首先,通过实验得到了CAC的压缩强度、应力-应变曲线和破坏特征;然后,采用HJC模型对其冲击实验进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比,分析HJC模型及其参数的可靠性.结果表明:冲击压缩荷载作用下的CAC呈典型脆性破坏形态,其抗压强度具有明显的应变率效应;可以采用欧洲混凝土委员会推荐的计算模型来分析预测CAC的动态增强因子;动态屈服强度试验值与模拟值的误差(1.76%～7.71%)在允许范围内,说明HJC模型及其模型参数在C45 CAC的冲击力学性能分析方面具有较高的可靠性.     

基于激波管实验的空气袋织物透气率的测试研究

提出一种基于激波管实验和理论的空气袋织物透气率的测试方法.实验中空气袋织物被固定在激波管低压段末端,与大气相通.当一道平面激波与织物相撞击时将被反射,与此同时会在织物前方形成一个高压,由于空气袋织物是一种多孔介质,此高压将导致透过织物的气流流动,此流动的流率,即透气率,可通过对反射激波速度的测试而计算得到.     

汽车安全气囊展开过程的仿真算法

对气袋织物的各向异性材料模型进行研究,将织物的拉伸和剪切仿真与试验结果对比,以验证材料模型的准确性.分别采用控制体积法(Control Volume,CV)与近年来新开发的粒子法(Corpuscular Method,CPM),对平铺与折叠气囊展开进行数值模拟,并对比气囊展开形态和压力结果对比.结果表明,CV方法只适用于IP(In-Position)乘员与气囊作用的仿真模拟,而CPM方法可模拟出气囊展开初期的高速气流运动,且计算效率较高,适用于OOP(Out-of-Position)乘员与气囊的相互作用仿真.     

正面碰撞中乘员及约束系统运动响应的计算

运用PAM -SAFE系列软件对正面碰撞的人体在约束系统作用下的运动响应进行仿真 ,建立了包括安全带系统、气囊、仪表板、座椅、人体等完整的约束系统模型 ,并将仿真结果与试验数据进行验证 ,表明该仿真达到了较高的精度 .另外 ,提出了影响模拟精度的 2个值得注意的问题 :人体上肢与车舱内部件碰撞接触和模拟计算输入的车舱内部空间减速度曲线 ,并证实了B柱减速度曲线替代车舱内部空间减速度曲线的可行性 .     

基于饱和多孔介质的复杂自由场地震响应分析

采用不可压缩饱和多孔介质的广义Biot理论模型,导出流体饱和两相多孔介质振动问题的有限元方程,并对港珠澳工程沉管隧道段自由场进行数值模拟计算.计算结果表明,相对于传统的单相介质自由场而言,饱和两相多孔介质自由场地表加速度峰值有所降低;实际场地的地形地貌对孔隙水压力有显著影响;多孔材料的渗透系数增大,可能会导致其孔隙水压力降低;同时输入地震作用的大小也会影响场地地震液化的评估.由此可见,基于不可压缩饱和多孔介质的数值模拟方法在场地地震液化分析中可行,其结论可以应用在其他工程场地分析中.     

基于CFD的气囊展开模拟及其压力分析

应用MADYMO软件的Gas Flow流体计算方法建立PAB模型,通过气囊静态展开试验以及刚性块冲击试验验证模型的准确性。在此模型基础上,得出气囊不同部位压力并与试验结果进行比较,分析气囊内部压力的特点;改变气囊参数,分析各个参数对气囊内部压力变化的影响。结果表明,基于CFD的气囊仿真模型能准确反应气囊内部真实压力;气囊的质量流、织布渗透性和排气孔大小对气囊内部压力均有影响。     

基于颗粒法的安全气囊仿真及应用分析

基于颗粒法理论对压力容器试验和气囊静态离位摆锤试验进行模拟,验证了颗粒法模拟气囊展开过程的有效性.将颗粒法应用于乘员约束系统中气囊的展开模拟,建立正面碰撞台车有限元模型.通过假人头部响应的仿真与试验对比分析,进一步表明颗粒法能够用于气囊展开过程的准确模拟,为乘员约束系统开发与仿真等工程应用提供可借鉴的方法.     

低渗透多孔介质变渗透率数值模拟方法

 根据流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了低渗透多孔介质数学模型,通过引入无因次渗透率变化系数描述低速非达西渗流规律,并基于黑油模型数值模拟系统,开发了低渗透多孔介质变渗透率数值模拟软件。采用矿场实际数据,分别使用达西渗流、考虑启动压力梯度为常数的拟线性渗流和变渗透率渗流模型,对五点井网进行模拟计算,对比分析了不同渗流规律下的油井产油量、含水率、含油饱和度及不同时间的地层渗透率分布。结果表明,变渗透率渗流模型计算的油井产油量、含水率和含油饱和度分布介于达西渗流和拟启动压力梯度渗流模拟结果之间,油水井附近地层渗流能力强,远离主流线地层渗流能力弱;井距越小,地层渗流能力越强;流体在低渗透多孔介质的渗流过程中,达西渗流仅发生在井筒附近小面积区域内,地层大部分区域发生变渗透率渗流,且占据了地层渗流的主导地位,变渗透率数值模拟方法弥补了其他方法未考虑渗透率变化因素的不足,变渗透率数值模拟软件能够更准确地预测流体在低渗透多孔介质中的流动特征。     

非涂层全成形型安全气囊织物的设计

以气囊织物的性能要求为基准,分析了气囊织物用原料的要求,并以织物组织、经纬密度、纱线规格为主要技术参数,探讨了具有良好可织性、使用性能和工作性能的非涂层方形全成形型安全气囊织物的设计方法.     

一种基于任意拉格朗日-欧拉方法的降落伞充气展开数值模型

降落伞充气展开过程是一个典型时变非线性流构耦合问题,大多研究所建立的数值计算模型未考虑织物透气性和初始投放速度的影响.为修正模型,基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法和动网格技术,考虑织物透气性并预设初始投放速度,建立了降落伞充气展开的有限元模型.计算了充气过程中,有限质量情况下C-9伞的开伞力,并与实验数据对比,验证了该模型的正确性与合理性.随后分析了其开伞过程中伞衣应力分布特征与气动减速特性,为降落伞数值建模和结构设计提供一定参考.     

毛管力对油藏水驱特征影响分析

注水开发是油田最主要的开发方式之一。注入水波及面积是影响油藏采收率的重要因素。油藏内注入水流动方向及波及面积与其所受合力的方向及大小有关。尤其对于低渗透油藏,毛管力对油藏内油水渗流规律的影响不容忽视。基于渗流力学理论,利用数值模拟和矢量叠加方法,计算了正韵律正方形储层模型中各网格内流体所受注入水压力、重力和毛管力等作用力合力的大小和方向,实现了储层内任意网格油水渗流作用力的定量表征。数值模拟结果表明,对于亲水正韵律油藏,储层上部渗透率变低使毛管力增大,当毛管力增大到一定程度时,注入水会从下部的高渗透层段向上部的低渗透层段渗流,导致上部低渗层段的水驱效果好于下部储层,在油藏开发后期剩余油主要分布在下部的高渗透层段内。如果油藏渗透率较大,油藏内无毛管力影响时,开发后期剩余油主要分布在上部的低渗透层段内,对下部高渗透层段实施封堵措施,有利于提高油藏采收率。