基于CFD的坐便器虹吸管道优化设计及实验验证

为研究坐便器冲洗过程流态分布、流体动力学性能,优化虹吸管道而得到节水型坐便器.建立了坐便器的三维模型,应用RNG 紊流模型及VOF方法对坐便器内部三维紊流流动进行了雷诺平均N-S方程的数值模拟,计算结果揭示了坐便器内流场三维流动形态,研究了坐便器虹吸管内流动规律,分析了虹吸管形状对流速分布、压强分布和虹吸性能的影响,以三维紊流场的分析结果为依据,实现了坐便器虹吸管道的优化设计.PIV测试数据验证了三维紊流数值模拟结果的准确性.     

透平湿蒸汽非平衡流动仿真模型

分析了湿蒸汽的自发凝结特性,假设湿蒸汽叶栅流动为两个过程:叶栅内流动和叶栅后穿越凝结冲波的流动.建立了透平湿蒸汽非平衡流动动态仿真模型,并进行了时间步长修正,模型可以用于蒸汽轮机的动态仿真计算.模型由两相流体质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程,过热蒸汽方程、流动压降方程、激波前后关系式及其它两相流关系式组成,考虑了叶栅几何尺寸、叶型损失等多个影响因素.仿真算例表明,稳态仿真结果满足精度要求,动态仿真结果趋势合理.     

机动军事目标动力排气系统喷雾降温的三维仿真

以动力排气系统内喷雾后的气.雾混合流动为研究对象,基于气.粒两相流理论建立了排气系统内喷雾降温的数学模型,气体连续相采用k吨模型,雾滴离散相采用随机轨道模型,考虑气.雾两相间的耦合作用,对高温排气系统的喷雾降温过程进行了三维仿真分析,得到了雾滴在烟道内的运动轨迹以及排气系统内喷雾后的速度场和温度场信息,仿真结果与文献结果基本一致.     

管道充气排液工况下气液两相流数值模拟研究

为了获得管道充气排液过程的两相流动状态,采用VOF模型对管道充气排液工况进行了数值模拟研究.模型考虑了液体表面张力、壁面粘附力,流体粘度,管壁粗糙度以及气体可压缩性效应,并采用结构化网格和自适应网格加密技术,对两相界面进行了跟踪,观察了这一工况下的气液两相混合及界面变化过程,分析了充气过程中不同时刻的管道内压力分布、气相体积分数、管流摩阻和能量交换情况,得到了这一工况下气液两相的流动特征.模拟结果也表明,在进行适当的网格划分和参数设置,VOF模型可以用于非自由表面的有压流动的数值模拟.     

面向主体的协同产品开发过程动态仿真

为了研究设计人员在协同产品开发过程中的行为以及过程管理中的典型问题,首先基于复杂适应系统（complex adaptive system,CAS）和多主体系统（multi-agent system,MAS）理论建立了面向主体的协同产品开发过程动态仿真集成模型,该集成模型主要包括4大部分：设计主体,管理主体,环境对象（任务、资源和产品信息）以及动态仿真系统的功能模型.其次,介绍了动态仿真系统的 开发方法,并对仿真流程、类的封装及各主要函数的调用过程进行了详细的描述;最后,对某摩托车发动 机开发项目进行了仿真实验研究.仿真结果表明,面向主体的动态仿真能为协同产品过程管理提供科学 和量化的决策依据,同时,为该过程中人员的行为研究提供了一种新的思路.     

飞艇运动对光学成像的影响及其建模与仿真

通过搭载光学成像系统进行对地观测是飞艇的一项重要应用,研究了飞艇运动对光学系统成像过程造成的影响.首先,利用计算机视觉的方法对平移和旋转两类运动下的成像过程进行数学建模.然后,提出计算运动情况下成像效果的算法;为量化和分析运动影响,提出两个参数:"能量扩散区"和"对应点能量比".最后,在基于HLA的分布式飞艇系统仿真实验平台上构建了光学仿真分系统.通过实验,分析了飞艇平台的运动对成像造成的影响,并提出了对平台稳定性的要求.     

C4ISR系统体系结构的仿真验证方法研究

C4ISR系统体系结构设计在系统研制中的地位和作用越来越受到重视,体系结构设计的质量将直接关系到系统开发的成败.体系结构验证是利用体系结构产品,将其转换为可执行模型,通过分析可执行模型的执行过程和结果,从而验证评估体系结构设计质量的方法.文章研究了体系结构验证的基本思路,利用现有的组件化建模仿真技术与环境,以部分C4ISR体系结构产品为基础构建仿真系统,通过仿真实验来进行体系结构验证,从而为体系结构验证提供技术支持.     

一种基于图的作战仿真需求模型

阐述了作战仿真需求的研究现状,分析了作战仿真需求开发过程,包括需求获取、需求分析、需求描述和需求验证.针对目前作战仿真需求开发方法的不足,提出了需求图模型,以定量的、结构化和形式化相结合的方法来获取、分析和描述作战仿真需求.最后以"光学成像侦察卫星仿真实验"为例进一步描述了需求图的建模过程.通过实例分析,验证了需求图模型的可用性.     

寡头垄断市场广告投放效果的元胞自动机仿真

本文针对宏观层面的数学模型在描述个体差异方面的不足,建立了一个异质元胞自动机模型,对寡头垄断市场中广告的投放效果进行了仿真研究.通过运行仿真程序再现了两种产品竞争与扩散的过程,以及不同内部影响力、市场占有率、市场规模等条件下,广告投放力度对扩散结果的影响.通过分析仿真结果得到了在寡头垄断市场中,当产品差异减少的时候广告就成为决定产品竞争胜负的关键因素等结论.     

汽车底部结构对气动特性影响的数值仿真与实验研究

以降低车身阻力和获得汽车底部流动最佳化外形为目的,应用计算流体动力学方法对汽车底部空气流动特性进行数值仿真,详细描述了汽车底部以及尾部的空气流动机理.计算结果表明:底部结构对汽车底部空气流动特性和尾涡特性有明显影响,是整车气动特性的关键组成部分,使气动阻力系数增加0.0523,气动升力系数增加0.1495;进一步分析得出,存在一个最佳的尾气排放速度使得气动阻力系数最大能够下降0.0136.汽车模型的风洞实验和PIV实验验证了该计算方法的准确性,计算分析结果为汽车底部设计与改进提供了参考数据.     

基于Modelica的流体点胶过程仿真技术研究

Modelica是为解决复杂物理系统建模与仿真问题而提出的一种统一建模语言,目前尚未发展出一般性的偏微分方程建模方法。流体点胶则是一种微量流体精确成型技术,需要对流体流动过程进行建模。在Modelica语言的框架下,实现了点胶过程中的流体流动过程建模仿真。实现方法采用了Legendre多项式为基函数,通过对过程方程的谱方法近似求解得到,具有物理上准确、数学上简洁的特点,为Modelica语言在分布式参数系统仿真领域的应用提供了一种新的解决思路。     

基于CFD的高炉仿真研究

针对高炉炼铁的复杂过程，基于计算流体动力学（CFD；Computational Fluid Dynamics）技术建立一种二堆数学模型，模拟了多相流在高炉中运动及热传递情况．模型中包括气、液、颗粒和粉四种相态，并对高炉中存在的主要化学反应做了简化处理．其充分考虑了各个相态之间的耦合作用，分析它们之间相互关系，因此能够预测当一种相态参数变化时，其它各相产生的相应变化。应用所建模型计算得到了各个相态的稳态速度、温度等结果，尤其可仿真软熔带、回旋区等关键区域的情况，为高炉仿真做了很有意义的尝试，也为指导高炉运行提供了新的方法。     

液压集成块内部孔道流场的CFD仿真分析

针对液压集成块内部孔道中液流的复杂性流动,应用计算流体动力学(CFD)方法对孔道中的流场进行数值模拟。根据孔道的物理模型建立起相应的数值模型,并对数值模型进行求解;模拟结果表明工艺孔冗余容腔对孔道压降产生影响;分析了流场特征与孔道结构的关系,探讨了造成液流压力损失的原因,为孔道结构的改进提供依据。     

核动力蒸汽发生器水位动力学特性仿真与分析

利用核动力蒸汽发生器(SG)的数学模型和Mathlab的Simulink仿真工具建立了SG水位动力学特性的仿真模型。应用该仿真模型对几种典型的反应堆运行功率下SG水位动力学特性进行了仿真计算。SG水位动力学特性的仿真分析包括不同反应堆运行功率时给水流量扰动作用下的水位动力学特性仿真分析和蒸汽流量扰动作用下的水位动力学特性仿真分析。结果表明,仿真模型准确描述了给水流量扰动、蒸汽流量扰动以及反应堆功率变化对SG水位动力学特性的影响,并正确描述了SG运行中的逆动力学效应。利用该模型可以对SG水位动力学特性进行精确的分析。     

流体真实性仿真的国内外研究进展

介绍近二十年来流体真实性仿真的研究进展,分别从底层开发和基于平台开发两个方面阐述了目前流体真实性仿真主要研究方法。从Navier-Strokes和Lattice Boltzmann method(LBM)两个方面介绍了基于底层开发的流体模拟算法及其实现方式;总结了基于平台开发的流体真实性模拟主流工具及其实现效果。在对各种方法进行分析对比的基础上,对流体真实性仿真的研究方式与思路进行了探讨,指出了流-体真实性仿真的研究热点与发展趋势。     

计算流体力学在清扫车仿真分析中的应用研究

为了在生成物理样机前获取高速公路清扫车清扫效果的特性,应用计算流体力学(CFD)技术,实现了对高速公路清扫车气路系统流场的仿真分析。基于有限容积方法采用了非结构网格和k-e湍流模型,给出了气路系统流场的仿真模型和典型气路系统的优化设计,如改变吸盘的水平截面形状,改变料箱的隔板形状和位置,并对优化设计下的CFD仿真结果进行了详细深入的讨论,分析了吸尘系统、除尘系统的设计优化以及二者的相互影响。研究表明利用CFD技术结合具体工程对流场进行仿真,能够有效的对清扫车虚拟样机气路系统进行优化分析。     

面向复杂系统可靠性仿真的Agent设计与验证

针对复杂系统可靠性仿真问题,采用多Agent仿真方法,设计了用于可靠性仿真的任务单元Agent模型,对其结构、状态、事务处理流程、通信机制、数据收集机制等进行了描述,并给出了基于任务单元Agent构造复杂系统可靠性模型的方法和仿真模型的工作流程。实例对比验证表明,该方法能够有效解决复杂系统可靠性的预计等问题,大大降低了复杂系统可靠性预计的难度。     

交通排放量化模型的建立与仿真实现

面对日益凸显的交通排放问题,设计用于定量计算的交通排放模型是制定和实施各项治理措施的前提,而如何反应由交通特征的微观变化引起的排放变化是目前交通排放模型建立的核心。基于此,首先利用车辆比功率(VSP)变量搭建了交通特征数据与机动车排放间的关系,在建立VSP-Bin分布率、VSP-Bin污染物排放率和车型分布三个数据库的基础上,建立了从交通特征微观变化出发的交通排放量化模型。然后,通过对ArcGIS进行二次开发,搭建了交通排放动态仿真平台。最后,结合北京市西三环RTMS(Remote Traffic Microwave Sensor,远程交通微波传感器)交通流量和浮动车速度数据对其及其周边主干路的交通排放进行动态的量化仿真和分析,为整个北京路网交通排放的量化仿真及节能减排政策的选择打下坚实的基础。     

仿真交通流混沌特性研究

基于非线性跟驰模型建立了由五辆机动车组成的动态仿真模型,利用Matlab软件产生了五辆机动车的仿真交通流,给出了在一定参数组合下前后车辆之间的车头间距、速度差随时间变化的过程曲线.并结合实际交通系统的特点,对仿真结果做了理论分析.基于混沌时间序列分析方法,提出了证明非线性跟驰模型产生的仿真交通流具有混沌特性的一种方法,并分析了模型参数对仿真交通流动态特性的影响.该研究结果有助于进一步理解实际交通流系统的动态特性,并为短时交通流预测、诱导方法和智能交通控制提供理论依据.     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.