铝电解槽铝液界面波动模型及数值模拟

从研究铝电解槽铝液波动的机理出发,对铝液波动的机理进行了分类,并对每种铝液波动的不稳定性进行了详细地阐述.针对铝液波动的特点,提出了利用有限体积法求解控制方程的数值仿真方法,给出了铝液界面波动的控制方程和边界条件,模拟出行波和驻波对铝液波动的影响,对铝电解槽稳定性的设计作出了评价,对仿真结果进行了分析和讨论.仿真结果表明:320KA预焙铝电解槽的铝液波动不明显,整体表现稳定,波动周期为50秒,最大振幅为1cm;铝液界面的中部高,三个角部较低.铝液波动中存在有行波和驻波两种波,驻波出现在B侧角部,且较为稳定,行波的转播方向为从B侧向A侧.     

基于模糊神经网络的铝电解槽工作状态诊断

针对铝电解槽电压波动信号的频谱特点和工作状态的层次性,将小波理论和模糊逻辑理论引入高阶BP神经网络中,提出了一种基于小波高阶模糊神经网络的铝电解槽工作状态诊断模型,此模型运用串联方式将小波包分析、模糊逻辑和神经网络融合在一起。给出了小波高阶模糊神经网络的结构,确定了各模糊子集上的隶属度函数。并在320KA预焙铝电解槽上进行实验和仿真,理论和实验证明了该诊断方法可行性。     

最简多磁偶极子等效建模方法

针对磁体模拟法等效磁偶极子个数过多、磁矩方向不明确造成等效方程求解困难的问题, 研究了利用多磁偶极子模型等效模拟磁异常目标空间磁场分布时, 在不同空间尺度条件下的多磁偶极子磁矩、空间分布对等效效果的影响即多磁偶极子等效规律。建立了不同空间尺度条件下的多磁偶极子最简等效模型。通过COMSOL Multiphysics仿真软件完成潜艇空间磁场分布的仿真求解, 并将最简等效模型在测平面上的磁场分布与仿真结果对比, 验证了最简等效模型的有效性。     

一个改进的微波近场乳癌检测仿真系统

根据微波近场乳腺癌检测仿真系统研究存在的问题,设计出一套比较完善的仿真软件。此次的更新点主要在于:1.加入了天线的线性极化设置;2.采用廖氏二阶吸收边界提高运算速率;3.能够实时观测电场或磁场的分布情况。采用confocal成像算法对仿真软件产生的数据进行处理,结果表明该软件产生的数据有效,能够用于今后成像算法的研究,对建立实际系统也有一定指导意义。     

基于Modelica的捣固车操作培训仿真系统研究

捣固车操作内容多、规范性强,要求相应的培训仿真系统具备很强的过程管理能力.针对该需求研究了一种基于Modelica的捣固车操作培训仿真系统.该系统利用Modelica建立系统多领域物理模型,根据捣固车操作规范建立状态模型.物理模型完成系统的仿真计算,状态模型实现操作过程的管理.状态模型根据操作内容实时驱动物理模型,实现捣固车操作的交互式仿真.给出了交互式仿真算法和系统实现.系统应用结果验证了模型和方法的有效性.     

资源约束下绿色铝供应链网络设计多目标优化

本研究针对铝供应链中日益凸显的碳排放问题和水资源消耗问题,建立了一套决策模型框架,该框架由生命周期分析、绿色供应链网络优化模型和基于epsilon约束方法的多目标优化模型组成,同时考虑煤电、生物质发电、光伏+储能的组合等多种电力供应方式选择以及碳市场不确定性的影响,对铝供应链在多种资源约束下的多目标优化问题进行了深入分析.模型计算结果表明:经济成本和水资源消耗是一对彼此矛盾的目标;决策偏好以及碳市场不确定性会影响供应商的选择;资源约束更加严格的情况下倾向于选择低碳技术,同时产生减少水资源消耗的协同效应.高碳价下所有的帕累托解都不会选择煤电,而更多地倾向于选择光伏加储能的电力供应模式.案例研究证明了该模型在资源产业链多目标决策方面的有效性.本文提出的模型方法为环境资源约束下的资源型制造业决策提供了理论支持.     

基于双层区域模型的舱室火灾模拟技术研究

为了研究舰船舱室内火灾蔓延特点,采用火灾双层区域模型实现舰船舱室火灾蔓延趋势的模拟.通过建立系统能量、质量守恒和气体状态方程、物体间的对流换热过程等,得出了更为贴近实际的单舱室和相r邻多舱室火灾烟气蔓延的数学物理模型.采用数值方法实现模型的求解,并编制了舱室环境下的火灾模拟仿真程序,实现了某舰船内两相邻舱室内烟气温度和烟气层高度随时间变化的仿真过程,其模拟结果同CFAST软件的模拟结果相吻合,验证了建立模型的有效性.     

管道裂纹远场涡流检测的三维仿真研究

远场涡流检测技术具有内、外表面敏感度相同的优点,因而适合铁磁性油气长输管道中裂纹缺陷的无损检测.利用数值方法对远场涡流检测过程进行了仿真,给出了检测信号与裂纹几何尺寸之间的量化关系.首先,根据麦克斯韦方程组推导出3维远场涡流磁场分布的教学表达式.然后,由ANSYS软件建立3维远场涡流有限元仿真模型,并分析磁场在管壁内的分布特性.最后,通过3维仿真模型估计轴向裂纹的几何尺寸参数(长度、深度、宽度)对远场涡流检测信号的影响,并就它们之间的对应关系展开讨论.仿真结果为实际管道裂纹检测器设计、远场涡流探头的优化和裂纹量化评估提供了有效参考.     

矢量波动方程的直接差分解法

对电磁场波动方程进行了分析,研究了一种基于电场波动方程的时域数值方法———矢量波动方程的直接差分解法,给出了电场和磁场的计算公式。采用线性插值方法获得了导体表面法向电场的计算公式,给出了算法的稳定性条件。与时域有限差分法相比,由于该方法中电场分量的迭代更新无需磁场参与,从而使算法的复杂性大大降低,是一种具有良好应用前景的电磁场时域数值分析方法,最后通过一个数值计算实例证明了该算法的有效性。     

半固态挤压变形体传热有限元模型及动态仿真

在对半固态挤压工艺实质进行分析研究的基础上，建立了半固态挤压复合材料变形体传热有限元模型，基于Fortran语言及Matlab开发了半固态挤压复合材料成形过程仿真及动态显示软件，可以对液态金属浸渗、凝固、挤压状态进行动态跟踪，得到任意时刻复合材料变形体内部的温度分布规律和液态熔池位置，并能够直观、形象地显示出来。仿真结果与实验结果吻合较好，说明了有限元模型及其仿真软件的可靠性。为工艺过程设计、预测成形质量和选择最佳工艺参数提供了理论依据。     

温度对单晶铝裂纹扩展影响的分子动力学模拟

使用三维分子动力学方法模拟了单晶铝预制初始裂纹扩展过程,研究了裂纹扩展机理,及温度对裂纹扩展过程的影响。采用Morse势计算原子之间的相互作用关系。研究结果表明,裂纹尖端由于原子晶格发生重组发射位错,导致裂纹尖端出现畸变,裂纹开始扩展。温度对裂纹扩展过程中裂纹形貌、原子晶格变形程度、系统势能有显著影响。     

基于双热源的搅拌摩擦焊热交换过程仿真

搅拌摩擦焊是轻金属连接的创新工艺.针对铝合金板AA2024-T3对接焊,建立双热源数值计算模型,综合考虑搅拌轴肩转动摩擦生热和搅拌头塑变剪切生热.通过ANSYS开发实现瞬态移动热交换有限元仿真,获得全程三维温度场分布.仿真结果与英国剑桥大学标准实验数据吻合良好,表明仿真模型可行,仿真结果合理,有助于进一步实现搅拌摩擦焊热-应力交互耦合仿真.     

铝型材挤压成形过程数值模拟的研究现状及发展

介绍了铝型材挤压过程数值模拟的基本理论，包括描述流体运动的方法、材料模型及本构关系、控制微分方程等。分析了有限元法和有限体积法在铝型材挤压过程数值模拟中的应用现状，发现有限体积法由于采用欧拉描述，能避免网格畸变及重划而具有技术优势，并开始受到重视，提出了有限元法及有限体积法在铝型材挤压过程数值模拟中应用的研究重点及发展趋势．     

电解铝负荷提供电力调频的信号缩减方法

针对电解铝负荷在响应电力调频信号时存在整流器抽头运动延时造成响应精度低的问题,提出了一种信号缩减方法——运动控制阈值法,结合整流器抽头动特性对调度参考调频信号进行缩减,缩减信号作为电解铝负荷控制的输入,能够有效提高电解铝负荷参与调频的响应绩效。设计了一种基于仿真的控制阈值优选方法,优选阈值参数用于电解铝调频容量决策,仿真验证了缩减方法将电解铝调频绩效提升到生产水平的有效性和阈值优选方法对电解铝负荷调频决策的适用性。     

基于时延Petri网与BSO的铝挤压线排产调度优化

针对工业生产中铝挤压生产线存在的工序繁杂、排产量大等导致的生产工期较长、效率低等问题，建立了铝挤压生产线的时延Petri网(timed Petri net,TdPN)模型并进行合理性分析；将头脑风暴优化算法(brain storm optimization,BSO)引入TdPN模型，提出了基于变迁序列个体编码解码方式的铝挤压排产调度问题优化调度算法。算法中采用模拟退火局部搜索机制改善BSO算法在后期的寻优性能，实现最小化批次完工时间的排产调度目标；仿真结果表明该方法能够缩短生产线排产工期提高生产效率，为工业生产排产调度问题提供了新的解决方法。     

某反坦克导弹视场交叉判据建模与仿真

在建立了某反坦克导弹目标瞄准线数学模型，红外视场锥面数学模型和红外视场重合长度数学模型的基础上，实现了对瞄准线高低角，方向夹角，瞄准线公垂线长度和交叉火力射击条件下视场重合长度的数学解析计算，从而确定了视场在空间的相互位置关系，为进行合理的阵地配置提供了科学的理论依据，最后进行了仿真验证。     

多媒体数据库系统设计的关键技术研究之一:特征的提取与索引

首先在分析MMDBMS体系结构的基础上,指出MMDBMS设计中的关键技术及其相互关系。本文的中心议题是多媒体对象特征的提取与索引,其中,在特征的提取方面概述了当前科技界在这个领域取得的成果;在特征的索引方面,结合已有的多维索引结构树,给出了一个适合MMDBMS的数据结构MIX-TREE。