金属沉积成形流固耦合工艺参数

为了研究金属沉积成形中流固耦合过程工艺参数,建立了VOF理论模型,利用该模型对整个熔滴沉积流固耦合过程进行数值模拟.通过变换相关参数,分析了熔滴滴落及在基板壁面上的铺展状态,研究了不同熔滴直径、碰撞速度以及基板温度对变形过程的影响.结果表明:熔滴在滴落过程中,温度由外层向内部逐渐降低,凝固层加大,而熔滴内部中心处温度基本不变;撞击基板后,熔滴沿着半径向外扩散,水平半径逐渐增大,高度逐渐减小;不同的基板温度所对应熔滴的凝固时间不同,而基板温度越低,熔滴凝固越快;不同直径的液滴在撞击经过预热的基板后,因金属熔滴凝固,体积分数随沉积时间延长而减小,但对铺展时间有影响.     

沉积能量对ABO_3型薄膜生长的影响

报道在Monte Carlo方法模拟多元氧化物薄膜生长的三维模型及模拟算法的基础上,模拟同质ABO3型薄膜外延的生长.引入粒子的沉积能量范围在0～2eV(假设沉积粒子所带能量较低,为了避免沉积粒子与基底表面作用产生再次碰撞,使能量损失,使模拟的误差过大).模拟模型采用周期型边界条件,只考虑沉积过程和扩散过程.引入了沉积能量参数,研究了薄膜生长初期岛的形貌,数量和尺寸的变化;以及对薄膜的生长模式和形貌变化的影响.模拟的结果表明在0.2ML(ML表示单层monolayer)覆盖度,0.05ML/S沉积速率,800K沉积温度下,随着粒子沉积能量的加大,在薄膜初期岛的形成中,岛的数量减少,尺寸加大.在0.6ML覆盖度,0.01ML/S沉积速率,800K沉积温度下,薄膜的生长模式更趋向于层状生长.     

含尘单纤维过滤捕集效率的数值模拟

利用单纤维过滤介质表面颗粒沉积的随机计算模型,通过离散相模型(DPM)模拟方法,讨论单纤维非稳态过滤过程中捕集效率随沉积颗粒数增加的变化情况,模拟分析了颗粒沉积形态、斯托克斯数(St)、无量纲粒径(Nr)及纤维雷诺数(Ref)对含尘单纤维捕集效率的影响.研究结果表明:在过滤的初始阶段,St值对单纤维捕集效率起决定作用,St值越大,捕集效率越高;随着过滤的进行,单纤维的捕集效率随沉积颗粒数的增多而增加,其线性关系及增长的幅度与St、Ref和Nr有关,且相同情况下,沉积的颗粒在迎风面上形成的横截面积越大,则越有利于颗粒的捕集.     

纤维表面气溶胶粒子沉积与反弹行为数值模拟

在单纤维表面粉尘树枝生长随机模拟基础上,采用Dahneke碰撞反弹模型分析纤维过滤中气溶胶粒子碰撞反弹行为.讨论捕集体近壁区粒子碰撞反弹运动特性及其对沉积物形态结构和过滤单元捕集效率的影响.研究结果表明:随着粒子直径增大,粒子与纤维表面的碰撞反弹频率增大;输送粒子与沉积粒子发生多次碰撞反弹后仍有可能被捕集;所有过滤工况下,粒子碰撞反弹频率增大,均将导致沉积物向紧密结构演变;引入粒子碰撞反弹作用后,较低拦截参数下过滤单元捕集效率随沉积量的变化关系呈现出两阶段性特征,各阶段的变化关系仍满足近似线性,而较高拦截参数下过滤单元捕集效率随沉积量的变化关系未出现此特征;在相同黏附能下,多分散粒子的捕集效率均高于单分散粒子情形.     

织物透湿机理的研究

本文着重研究织物透湿的四种途径,即织物中纱线与纱线的空隙、纤维本身、纱线中纤维与纤维之间的空隙以及由织物表面曲屈波所引起的自由空隙对织物湿传递的影响.对纯棉织物的透湿阻抗理论计算的结果用实验加以对比,它们之间有良好的一致性.     

基于BRDF算法的机织物表面外观模拟

为了增强织物表面纹理的真实感效果,在原来简单的纱线模型基础上再考虑光照模型因子,由纱线的双向反射分布函数绘制出织物的细微结构.提出了织物交织的光照效果生成算法及其在机织物模拟中的应用,经过BRDF算法改良的织物模拟系统,能够模拟出织物表面的细致纹理,对于质地粗糙、复杂纹版组织的大型提花织物等模拟效果更佳.     

机织物及其纱线弯曲性能的实验研究

应用织物及纱线弯曲刚度的理论研究成果，借助实验手段考察研究了织物及其中纱线的弯曲性能与纤维线密度，纱线结构及织物结构的关系。获得如下主要结论：纱线的弯曲刚度与纱线线密度的平方线性相关，二者的单相关系数在0．70以上；织物中纱线的弯曲刚度还与织物紧度、纱线捻系数，织造和染整加工中的张力等因素有关，织物的弯曲滞后量主要取决于织物的弯曲刚度。     

织物的喷气脱液方法

本文从液体在多孔介质中的渗流机理入手,运用流体动力学方法,分析了织物通过高速气流通道时。纱线间液体及纱线内纤维间液体的去除过程,建立了织物喷气脱液的力学模型。在对织物脱液效果及其影响因素分析讨论的基础上,对针织物试样进行了喷气脱液效果的实际测定,其结果与理论分析基本一致。     

基于Matlab的不同材质三维纱线模拟技术

为了模拟真实感较强的三维纱线,从纱线的本质分析入手,探讨柔性纱线模拟过程存在的主要问题,确定影响纱线外观模拟的主要因素有纤维的长度和细度、纱线的细度、捻度和蓬松度等.选用Matlab模拟工具和纤维级模拟方法实现不同长度和细度纤维构成纱线的三维外观模拟,为不同材质三维纱线模拟探索一种方法.论述了基于Matlab的三维纱线模型的建立方法,并通过不同细度纤维构成纱线对比效果图和三维映射后三维纱的模拟图,验证了该法可以模拟出真实感较强的三维纱线,指出线性模拟和三维映射2种方法的主要用途和发展方向.     

三维五向管状编织物的几何建模及纤维体积百分含量预测

基于编织物的对称性,建立了简化单胞几何模型来描述三维五向圆型编织物的几何特性。通过对三维五向圆型编织物的结构单胞形态及单胞的分布方式进行研究,推导了单胞几何结构与编织工艺参数之间的理论公式,详细分析了各个参数之间的变化关系。并通过预测单胞的纤维体积百分含量,研究了编织工艺对该编织复合材料纱线体积百分含量的影响。     

大功率LED荧光粉涂覆中流场分布的数值研究

采用计算流体动力学(CFD)与数值模拟方法研究大功率发光二极管(LED)荧光粉喷涂过程中荧光粉胶的流动传输和雾化过程,建立了三维荧光粉流场模型与数学模型,用于描述两种不同的喷涂枪外部荧光粉胶流场的速度分布,最后通过喷涂实验验证了仿真结果与实验结果的一致性.研究表明:在不建立雾化过程模型的情况下,采用数值模拟能准确预测LED荧光粉喷涂过程中荧光粉微滴的轨迹和速度分布;在相同喷涂距离内,荧光粉微滴直径越小、速度越快,小荧光粉微滴加速和减速的距离就更短.     

杂质区域对金原子凝聚体分形结构的影响

由于受基底表面无规分布杂质的影响，沉积在熔融玻璃基底表面的金原子凝聚形成了具有特殊结构的分形凝聚体．根据这一实验结果，建立了各向异性的团簇一团簇凝聚模型，对此类基底表面的金原子分枝状凝聚体的生长过程进行了计算机模拟，研究了无规分布的杂质区域对凝聚体各种参数的影响。其结果与实验相符合。     

机织物热阻的理论模型研究

研究了织物传热的宏观、微观机理,认为热流在织物中的传递具有各向异性,热流在纤维中主要沿轴向传递,在织物中主要沿纱线轴向传递.通过对平纹、斜纹、缎纹织物热阻的实例分析,建立了与织物结构参数相关的热阻理论模型.在此模型的基础上,分析了织纹组织、织物厚度和容重对织物热阻的影响规律,丰富了织物热传导理论.     

等离子喷涂熔滴的瞬时碰撞压力研究

采用数值模拟,研究了等离子喷涂熔滴碰撞基体后,作用在基体表面的瞬时压力分布变化过程和影响因素．研究表明,碰撞压力和熔滴的初始动能存在正比关系,碰撞压力集中作用在基体表面熔滴直径为２ ．５ 倍以内的区域．在该区域以外,碰撞压力值很小,这是造成扁平粒子与基体表面接触不完善的直接原因     

单纤维对惯性颗粒稳态过滤捕集效率的数值模拟分析

采用计算机对单纤维稳态过滤捕集效率进行模拟分析,所选研究对象为惯性单分散颗粒,模拟分析中考虑拦截机理及碰撞机理作用,同时忽略扩散机理的影响.采用Kuwabara流场来表征单纤维表面的气流绕流特征,以计算粉尘颗粒运动的轨迹,计算分析了斯托克斯数St、拦截系数R及填充率c对稳态单纤维捕集效率的影响.研究结果表明:单纤维稳态过滤捕集效率均随St、R及c的增大而增大,单纤维稳态过滤捕集效率与填充率近乎呈线性增加的关系.模拟计算结果与文献研究结果基本吻合.     

渗透式纤维空气分布系统空气速度分布特性

基于多孔介质模型建立了渗透式纤维空气分布系统的计算流体动力学(CFD)仿真模型,通过数值模拟和实验测试对比分析了渗透送风时纤维空气分布系统内部空腔区域及表面空气流动特性.结果表明:送风时空腔内部空气流速呈辐射状向四周衰减,沿垂直于纤维壁面的方向向外扩散,然后向下方聚集流动;两侧空气流速低于下方区域的空气流速,且沿管长方向空气流速分布均匀;空气在纤维结构层的微孔隙中的流动状态属于非达西流.     

二元柴油液滴碰撞过程数值模拟

为研究发动机喷雾过程中柴油液滴碰撞的物理过程,基于流体体积法(VOF)建立了两相同尺寸柴油液滴碰撞模型,利用现有的试验数据对计算模型的准确性进行了验证.同时,开展了液滴对心及偏心碰撞过程的数值模拟,得到了聚合、分离、破碎3种碰撞结果及其区域分布的We-B图,探讨了碰撞过程中所发生的能量转化机制.结果表明:对心碰撞聚合与分离的临界We数为17.3,分离与破碎的临界We数为92.0;与对心碰撞相比,偏心碰撞过程中所存在的旋转运动,导致聚合与分离的临界韦伯数随碰撞参数B的增加呈先增大后减小的趋势.     

飞艇用层压织物类膜材中心撕裂破坏机理模型

中心撕裂破坏是飞艇用层压织物类膜材失效破坏的基本形式之一.基于层压织物类膜材的平纹织物结构特征,建立了具有平面纱线结构的中心切缝撕裂机理模型,该模型应用了"等效纱线"及"应力集中渐变区"两个概念,分别实现模型参数的简化和应力集中区域应力场分布的细化.运用所提机理模型实现了对不同切缝长度时(10~40mm)经纬向层压织物类膜材撕裂破坏行为特征的预测,分析了蒙皮材料撕裂扩展机理,并结合试验结果证实了模型预测的精确性和可行性.由模型分析获得了蒙皮材料在渐变区推移过程中的撕裂承载力及变形特征,发现纱线的失效应变、弹性模量以及编织密度等是影响蒙皮材料撕裂抗力的主要因素.所得结论及研究方法可为层压织物类膜材的强度设计、裂纹止裂分析及结构的安全性评估提供理论参考.     

服装面料表面反光性能的设计

服装面料表面反射光与面料的光泽及视觉风格有着密切的关系 .从服装面料表面反射光设计的一般原则和主要影响因素两个方面对这一问题进行了分析 ,并以缎纹织物为例对面料表面反射光的设计进行了探讨 .研究可知 ,影响服装面料表面反射光的主要因素包括纤维性状 ,纱线结构和织物结构 .另外 ,面料的后整理方法对面料表面反射光也有较大影响 .在众多影响因素中 ,以纤维的表面、纵向形态及截面性状影响最大 .服装面料表面反射光的设计应综合考虑各种因素 .     

神经网络技术在精纺粗花呢起毛起球等级评定中的应用

以精纺粗花呢纯毛织物为例,探讨纤维、纱线、织物结构因素及后整理工艺条件对精纺粗花呢织物起毛起球的影响.采用BP神经网络方法,建立纱线和织物结构参数与织物起毛起球性之间的关系.根据各种影响因素的变化预测精纺粗花呢起毛起球等级.