基于FLUENT/MATLAB接口的分布参数系统闭环控制仿真

在工程实际中常遇到的流动、传热和燃烧等问题中,大都为分布参数系统.针对该分布参数模型建模难的问题,结合CFD仿真软件FLUENT和系统仿真软件MATLAB各自的优点,根据WinSock网络通信原理,开发了FLUENT/MATLAB接口,建立了分布参数模型闭环控制快速原型的仿真平台,并且通过算例仿真验证了该方法的可行性与实用性.     

基于虚拟样机技术的齿轮啮合动力学仿真研究

齿轮传动是机械装备中重要的传动装置。运用Pro/E建立齿轮的三维实体模型,结合MATLAB编程生成齿形线,基于ADAMS建立了齿轮啮合传动模型和虚拟样机模型。针对传统计算方法难以获取全齿面接触力的局限性,将Hertz接触理论嵌入仿真模型,运用曲线接触实现了齿轮离散齿及连续齿啮合的动态实时仿真。基于虚拟样机仿真研究了齿轮偏心、轴偏心、轮齿磨损等缺陷对啮合力的影响,为深入研究齿轮传动系统动态特性提供了理论参考依据。     

大型汽轮机的模块化仿真建模

根据对汽轮机这类热力系统部件特点和工质流动网络特征的分析，在ＥＡＳＹ５仿真支撑环境下，建立了大型汽轮机系统的模块化仿真模型。实践表明所采用的系统分解和模块划分方法是处理热力系统仿真中普遍存在的流量压力耦合问题的一条途径。基于该模型的实时仿真系统已在美国某电气公司用于汽轮机控制系统的调试和考核运行。     

复杂金融网络中资金异常流动仿真监测平台设计与实现

在金融网络中对资金的异常流动进行监测是金融监管的一项基础性工作,在设计与实现金融网络仿真模拟平台(CAFSIS)的基础上,依据金融监管准则、专家知识库和专家智慧库,对金融智能节点的资金流动进行了监测和分析;尝试了资金异常流动链的金融网络可视化。为利用计算机技术在金融网络中进行在线实时监测大额和可疑资金的流动提供了研讨和模拟支持。     

方坯连铸流动传热的三维耦合数值仿真

在考虑速度粘性耗散项的情况下建立了方坯连铸三维稳态流动传热耦合数学模型,模型中对二冷区传热边界条件的处理与以往模型相比更加准确.应用该模型和早前基于有效导热系数方法所建立的方坯连铸二维非稳态有效导热系数模型对涟钢1号ROKOP方坯连铸机(150×150mm2)连铸过程中拉坯方向上一定区域内的流动与传热现象分别进行了数值仿真,计算结果对比分析得出,在仿真运算所选取的钢液对流较强的计算域内,三维耦合模型能更为准确地预测出铸坯的温度场.另外,通过两种数学模型对铸机整个冶金长度范围内的凝固过程进行了复合数值模拟并设计出了相应的二冷方案.连铸机的生产实践表明,二冷设计方案非常合理,连铸过程的数值仿真结果具有较好的可靠性和实用性.     

薄壁蓄热器周期传热仿真系统的开发

基于渐近分析法开发蜂窝蓄热器传热数字仿真软件。建立薄壁蓄热器周期传热的数学模型,求取针对沿气流流动方向弱固体导热条件下的蓄热器温度分布近似表达式,并设计了求取其解析—数值解的算法。运用Matlab的符号运算、数值积分和卷积功能,开发出薄壁蓄热器周期传热仿真系统。热态实验证实了解析精度和可靠性。用等效气固传热系数,可减少由简化通道内热辐射和忽略入口效应引起的解析误差。有效地提高了低氧弥散燃烧设计和操控优化的经济性、准确性和效率。     

基于多领域统一建模的伺服压力机仿真研究

针对包含多纽并联机构的精密伺服压力机存在输入输出严重非线性、驱动电机难以精确同步与控制的难题,提出采用SimulationX仿其软件平台对双点伺服压力机的机电动态响应性能进行,仿真分析,以快速获取满足表端执行机构不同输麻需求的驱动电机控制策略.在分析滚珠丝杆螺旋传动机构和曲柄滑块机构这两种典型机构传动特性和几何尺度关系的基础上,建立了多组机构运动特性方程,采用Modeica建模语言构建了典型传动机构的仿真模型,按照模块化建模思想,搭建了集成典型传动机构的双点伺服压力机整机机电仿真模型,在SimulationX平台上对双点伺服压力机整机模型进行了运动与同步控制仿真分析.仿真结果表明,集成滚珠丝杆螺旋绔动和曲柄滑块机构的伺服压力机机电系统动态响应性能庭好,运动与同步控制精确,通过仿真验证了多领域或统一建模和仿真技术在双点伺服压力初综合设计中的实用性和高效性.     

考虑BoP热区内部件间热传递的SOFC系统建模仿真

高温固体氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell,SOFC）是一种高温高效的氢电转换装置,其高温工作环境对系统电堆和辅助部件（balance of plants,BoP）的保温绝热提出极高要求。考虑SOFC系统BoP热区内多部件之间存在的热交换,结合高温系统有限的可测数据,开展基于热效率?传热单元数法（ε-NTU法）的高温SOFC系统集总建模;通过模拟BoP热区内零部件与环境的热交换,实现BoP热区内多部件间的传热和温度定量分析;通过设计简洁的反馈控制器实现系统的自启动和稳定运行仿真。仿真结果表明,BoP热区整体保温绝热起温度均衡作用,有利于尾气余热对进气气体的进一步加热,也可适当降低设备最高温度,有利于系统长期运行。     

坦克综合模拟器机动性能仿真研究

为了更逼真的模拟坦克的运动,主要是对坦克综合模拟器机动性能进行仿真研究,首先通过分别对坦克动力传动装置进行分析,优化了发动机,离合器,转向制动等装置的动力学模型,然后建立了用于模拟器的坦克机动性能动力学和运动学仿真模型,并通过特定工况的仿真对建立的模型进行了校验,仿真精度符合要求,得到了令人满意的结果。     

虚拟环境下坦克驾驶模拟器运动学仿真研究

为了更逼真的模拟坦克的运动,文章主要是对坦克综合模拟器中驾驶性能进行仿真研究,首先通过分别对坦克动力传动装置进行分析,优化了发动机,离合器,转向制动等装置的动力学模型,然后建立了用于模拟器的坦克机动性能动力学和运动学仿真模型,并通过特定工况的仿真对建立的模型进行了校验,仿真精度符合要求,得到了令人满意的结果.     

管壳换热器模型库及在换热网络仿真中的应用

利用分布参数分段集中化的思想，建立了多管单壳换热器动态机理模型，以此为基础，编程建立了多管单壳换热器两个基本仿真模块，用这两个基本仿真模块可以组合得到所有类型的多管多壳换热器的仿真模块，即而组成多管多壳换热器的仿真模型库，利用该模型库可以根据换热网络的结构方便地搭建换热网络的仿真系统。搭建了一套实际的原油换热网络的仿真系统，该仿真系统不仅具有良好的准确性，而且还可以非常方便地研究参与换热的一种或多种物流温度和流量分别或同时变化时对换热终温的影响情况，为控制系统的研究与设计奠定基础。另外，用此方法建立的管壳式换热器仿真模型库可以非常方便地应用于其他管壳式换热网络的仿真。     

冲压增程弹补燃室绝热层传热数值与试验研究

三元乙丙橡胶(EPDM)是一种烧蚀型碳化复合材料,通常用作发动机内绝热层.故对三元乙丙橡胶的传热性能进行了理论研究与试验验证.通过建立补燃室内三维流场模型与绝热层二维传热模型.对补燃室内伴随有化学反应的流场用计算流体软件FLUENT进行了仿真计算,仿真结果作为EPDM绝热层传热计算的热载荷,利用有限元软件ANSYS对EPDM绝热层传热过程进行了模拟.通过冲压地面联管试验对补燃室内绝热层传热烧蚀进行了试验研究.绝热层传热计算结果与联管实验结果基本一致,仿真计算结果可以在一定程度上给出绝热层背面的温升趋势.     

管型SOFC内部传热传质的数值仿真

基于质量、动量和能量平衡并耦合流体流动、热量产生和传递以及电化学知识建立了管型固体氧化物燃料电池（SOFC）的计算流体力学（CFD）模型。模型中采用质量、动量、能量和组分守恒方程描述电池内的流动、传热传质等物理过程,并对电池内部的温度、气体流速及浓度分布情况进行了数值模拟。结果表明：SOFC空气流道中的气体温度和电池的总体温度沿气流方向逐渐升高;燃料和氧化剂气体的浓度则沿气流方向降低。另外,空气流速也会对电池的工作温度产生影响,流速越快,带走的热量就越多,电池的总体温度就越低越均衡。     

差异演化算法在热连轧工作辊温度仿真中的应用

针对热连轧工作辊温度仿真计算,给出了忽略热载荷在时域内初始相位差的轴对称模型。通过对模型特点的分析,指出忽略热载荷在时域内初始相位差的轴对称模型实际是一种三维仿真模型,并根据此仿真模型建立了变步长计算温度场的有限差分方程。由氧化铁皮厚度的线性函数来近似表示工作辊与轧件等效换热系数,由喷射区水冷换热系数和喷射区之间的水冷系数计算得到工作辊与冷却液等效换热系数。针对差异演化算法后期收敛速度下降,甚至有时会陷入局部最优点的缺陷,提出根据种群聚集度来动态调整缩放因子,同时引入求解域内的均匀变异操作。并用改进后的差异演化算法对两种等效换热系数进行了优化。仿真结果与实测结果规律一致,证明忽略热载荷在时域内初始相位差的轴对称模型经差异演化算法优化参数后能准确预报工作辊的温度场。     

锅炉炉内传热燃烧过程仿真

为了模拟锅炉炉膛内部的传热、燃烧过程,为电站仿真提供可靠实用的数学模型,以计算辐射传热的区域假想面模型为基础,把锅炉炉膛沿烟气流动方向分区,以炉膛内最为复杂的燃烧器区域的燃烧与辐射传热过程为研究对象,采用分区集总的方法推导出计算真实壁面和假想壁面有效辐射力的表达式以及煤粉燃尽率的计算式,然后将各个分区的燃料质量方程和能量方程联立,求解出炉内的一维温度场,以及各区段水冷壁的吸热量和热流密度。计算结果与其它文献三维模型的预测值以及实测数据非常一致,但由于模型采用了一维简化处理,收敛较快,可以满足电站实时仿真计算的需要。     

基于传热增广模型的轨迹优化与防热结构分析

在考虑飞行器结构温度约束的轨迹设计问题中,采用一般约束热流密度的轨迹优化模型存在反复迭代、不能考虑轨迹、传热之间耦合关系等缺点.针对这些问题,提出一种传热增广的轨迹优化模型.利用空间差分将传热方程转化为一阶微分方程组,与运动方程组成传热增广的系统状态方程,从而能在轨迹优化中对结构温度直接进行约束.算例仿真说明了基于增广...     

序列蒙特卡洛滤波在卫星传热反问题中的应用

为了解决卫星在轨外热流辨识与实时温度预测问题,提出采用序列蒙特卡洛SMC(Sequential Monte Carlo)算法实时辨识卫星轨道外热流变化,结合双层集总参数模型,快速准确地预测星载仪器温度变化.SMC算法采用构造温度的后验概率密度函数PPDF的方法进行滤波和预测,使得外热流的在线辨识和温度预测性能得到较大提高.仿真结果表明序列蒙特卡洛滤波方法可以实现卫星热系统动态特性辨识,保证了低维模型参数的自适应辨识的可靠性,实现受控对象温度变化的在线预测技术.     

高速列车传动齿轮箱热分析的建模与仿真

列车高速运行时，传动齿轮箱在热方面的工作环境非常恶劣，针对中国南车集团开发的300km／h高速列车传动齿轮箱进行了热分析研究，建立了传动齿轮葙的传热数学模型。采用有限差分的款值求解方法。对传动齿轮葙的整体温度场进行求解。并与实际测量款捂进行对比。在验证模型有效性的基础上。分析了传动齿轮葙的温度场分布规律。为高速列车传动齿轮箱平衡温度的预测和齿轮箱的可靠运行研究提供了理论基础。