基于LabVIEW的水产养殖环境无线智能监测系统

针对目前水产养殖监测系统存在的问题,基于LabVIEW设计了水产养殖环境无线智能监测系统。该系统主要包括无线传感器网络、RS232串口通讯模块、数据处理模块、数据库服务模块、本地监测和远程监测等模块。系统测试结果表明,系统设计达到了预期目标,具有监测准确、预警及时、用户界面良好等优点,有很好的市场前景和应用价值。     

基于PIC单片机和PID算法的晶间腐蚀实验智能控制系统的设计

针对现有晶间腐蚀实验系统采用人工操作,劳动强度大,实验精度差,检测效率低的问题,设计了一种基于PIC单片机和PID算法的智能晶间腐蚀实验控制系统。该系统以PIC单片机为核心处理单元,PID算法为关键控制算法,结合TFT触摸屏,完成从晶间腐蚀实验从快速加热、溶液微沸状态判断、微沸状态保持、循环冷凝水控制、远程监控、自动报警、实验结束全过程的智能控制。该系统适用于国标GBT4334-2008中B法、C法、E法及美标G48A法等相关实验方法。实验结果表明,系统的智能化程度,使晶间腐蚀实验操作简单、便捷、高效、智能,大幅提高了实验效率及实验的安全性和准确性。     

自适应有限元法对合金定向倾斜枝晶生长的相场法模拟

建立了合金定向倾斜枝晶生长的相场模型,采用非均匀网格的自适应有限元法求解薄界面层厚度条件下的相场模型,研究了Al-Cu(w(Cu)=4%)合金的倾斜枝晶演化过程,定量分析了冷却速率、主晶间距对凝固组织的影响.结果表明:冷却速率、主晶间距和抽拉速度可以控制倾斜枝晶的生长角度,随着冷却速率的增加,枝晶的生长会偏离择优取角向温度梯度方向偏转,反之主晶间距和抽拉速度增大,枝晶的生长角度逐渐从温度梯度方向朝着晶体择优方向偏转.此外,自适应有限元法相较于均匀网格法在CPU的运行时间上降低了一个数量级,并且随着计算域的增大,自适应有限元法的计算效率越高.     

基于PF-LBM模型的自然对流影响枝晶生长模拟

基于二元合金枝晶生长的相场模型,建立耦合流场、温度场和溶质场等物理外场的多元合金相场模型,模拟了单晶粒和多晶粒在自然对流作用下的生长,观察了枝晶凝固过程中的枝晶形貌、流场以及溶质场的变化.研究发现:温度梯度和浓度梯度改变引起自然对流,使枝晶整体的对称性遭到破坏,上游枝晶尖端生长受到促进,生长速度大于下游,水平方向枝晶尖端生长速度介于上下游之间,二次枝晶臂生长速度、浓度与一次枝晶臂基本相同,能量起伏和结构起伏使枝晶受到的影响更加明显.此外,随着各向异性强度增加,枝晶尺寸变大,生长速度加快,主枝晶臂变细,内部凹陷变明显,尖端变尖锐,二次枝晶臂间距增大.当单晶粒各向异性强度为0.05时,出现明显的“颈缩”现象,多晶粒在各向异性强度为0.03时,出现明显“颈缩”现象.     

基于OpenCL并行的挡板对珠光体生长的相场法模拟

建立了耦合相场和溶质场的KKSO模型,采用OpenCL并行计算模拟了Fe-C合金共析生长过程,研究了不同形状和不同位置的挡板对层片状珠光体协同生长的影响.结果表明:GPU计算效率相对于串行CPU,最高可达88倍的加速比,并且随着模拟规模的增大,GPU的加速性能越高;挡板的存在直接影响珠光体的形貌演化,其使挡板下方的珠光体生长被限制,穿过挡板间隙的珠光体形貌发生改变;当挡板位于渗碳体和铁素体界面正上方时,挡板两侧渗碳体相合并为不规则形状,渗碳体相前沿碳原子不能满足其生长需求,停止生长,相邻铁素体合为一个相.因此挡板的存在可以控制珠光体的生长形貌.