基于离散元法的输送机优化设计软件研制

通过基于离散元法研制了输送机工作过程及其性能分析软件.该软件可在输送机的设计阶段,由输送机的CAD模型(CAD软件设计图)进行输送机工作过程的动态仿真,分析输送机的工作过程及性能.通过改变输送机的CAD模型,分析评价不同结构及尺寸输送机的性能,实现输送机结构及尺寸参数的优化,为输送机的研究和设计提供一种新方法和新手段.     

塑料电泳芯片的结构设计

本文分析了电泳芯片常用材料的性能、不同微通道网络形状和尺寸参数对分离性能的影响 ,并在此基础上概述了塑料电泳芯片材料的选取以及微通道网络形状和尺寸参数的确定方法 ,以期为建立毛细管电泳芯片结构设计、制作和深入研究的技术平台奠定基础。     

基于MBD和DEM耦合的新型CAE软件

针对播种机工作过程分析和优化设计中存在的问题, 提出一种将多刚体动力学（multiple rigid body dynamics, MBD）与离散元法（discrete element method, DEM）耦合的方法, 通过将自主研发的多刚体动力学计算仿真软件与离散元法分析软件进行集成, 研发出一种新型CAE软件〖CD2〗AgriCAE（agricultural computer aid engineering）, 介绍了该软件的实现方法, 并通过实例验证了AgriCAE软件的可行性和有效性.      

非规则曲面的离散元法分析模型建模软件

在采用离散元法分析机械部件与颗粒材料接触作用时，需要建立机械部件（边界）的离散元法分析模型。分析可知，机械部件中与颗粒材料接触作用的零件表面，存在不能用初等解析函数表达的非规则曲面。为此，采用推进波前法（AFT：Advancing Front Technique）进行非规则曲面网格划分，把非规则曲面离散成三角形平面片的组合，同时添加运动属
性和材料特性参数，由此建立非规则曲面边界的离散元法分析模型。在对PRO/E软件进行二次开发的基础上，研制了非规则曲面边界建模软件。通过实例验证，初步证明了基于AFT边界建模方法和软件的可行性，为复杂结构机械部件工作过程的仿真分析奠定了基础。     

三维离散元软件的加速可视化方法

针对自主研发软件AgriDEM(agricultural discrete element method)的可视化模块在仿真数据规模巨大时的显示卡顿问题,提出一种软件加速可视化方法.该方法从显示数据精简角度出发,采用内部单元剔除算法,模拟人眼视觉深度及物体遮挡的特征,剔除内部不可见颗粒的数据,从而减轻由庞大数据输入导致可视化流水线上的负荷,解决了仿真数据可视化时的闪烁、卡顿问题.     

基于CAD模型的边界离散元法仿真算法研究

为实现由边界的二维CAD模型(二维CAD软件设计图)建立边界的二维离散元法分析模型,提出一种基于图元的二维边界离散元法仿真算法。该算法采用Bresenham方法设置边界图元信息以进行邻居搜索,采用几何和数值方法进行颗粒与边界图元的接触检测、接触点求解和接触叠合量的计算。实例验证证明了该算法的正确性和有效性,为实现由机械部件的CAD模型进行机械部件工作过程的离散元法仿真分析奠定了基础。     

三维离散元法软件开发研究

提出由机械部件的CAD模型建立其三维离散元法分析模型,在此基础上实现CAD软件与自主研制的三维离散元法分析软件的集成,从而构建一种集设计和性能分析评价为一体的与散粒材料接触作用的机械部件的通用数字化设计方法和集成设计分析软件,为相关机械部件结构和尺寸参数的优化设计奠定了基础.介绍了自主研制的三维离散元法分析软件的结构、主要功能及关键技术的实现方法,包括提出的实边界和虚边界的概念等.     

基于DEM-CFD耦合的新型CAE软件系统设计

基于离散元法和计算流体动力学方法,设计一种流固耦合及流动过程分析软件,实现了与三维计算机辅助设计软件的集成,从而开发出一种集设计与性能分析评价为一体的新型计算机辅助工程软件——AgriDEM,并通过实例验证了该软件的可行性和有效性.     

基于多重网格的大长径比颗粒仿真计算

针对大长径比颗粒(即长径比差异较大颗粒), 采用单重网格法进行邻居搜索时存在因网格尺寸较大, 导致接触计算复杂度较大的问题, 提出一种基于多重网格的新方法. 该方法先将大长径比颗粒（如长秸秆颗粒）虚拟离散为长径比较小的颗粒, 再将离散后的颗粒与其他颗粒一起混合, 采用多重网格法进行邻居搜索. 实验结果表明, 该方法减小了邻居搜索网格尺寸和邻居元颗粒的数量, 从而缩短了接触计算时间, 提高了计算效率.     

一种二维贴体网格改进算法的研究

为了改善流体数值计算的准确性和软件应用的方便性,对基于边界CAD模型的网格生成算法进行了探究.在对TM法和魏文礼法进行改进的基础上,结合邻边界节点滑动法,提出了一种改进的TM-魏法.在对AutoCAD软件进行二次开发的基础上,编制了基于边界CAD模型的网格生成软件,采用该软件对TM法、魏文礼法和改进的TM-魏法进行了比较,结果表明,改进的TM-魏法生成的网格在边界处及内部正交性上优于TM法或魏文礼法,对流场的适应性较好,且人机交互操作简单、方便.