螺旋微型机器人对人体肠道壁损伤的数值仿真

提出了一种无损伤螺旋式肠道微型机器人,建立了机器人运行时,肠道粘液的动力学控制方程,运用计算流体力学方法数值分析了在机体的正转和反转两种情况下,不同机器人转速、肠道粘液密度、粘度和机器人直径与肠道壁所受压力的关系:随着机器人转速、粘液密度、粘液粘度、机器人直径的增加,机器人运行时对肠道壁产生的压力基本也随着增大,并且机器人直径的影响最大,粘液密度影响最小,所产生的对肠道壁的压力都是人体能够承受的,而肠道的扭曲程度对肠道壁所受压力的影响并不大。上述理论分析结果将为高速旋转的螺旋式医用微型机器人应用于人体肠道的无创或微创手术提供了必要的理论依据。     

有限体积法仿真金属锻造过程及其关键技术

研究了三维有限体积法(FVM)在金属锻造成形过程仿真中的基本算法，及其关键技术。得到了该方法的控制方程，给出了动态边界跟踪、摩擦力边界的施加等关键技术的处理方法。然后运用该技术对一个典型的连杆锻造的预锻和终锻过程进行了仿真。详细分析了成形过程中各个阶段的变形量、应力等物理量的分布情况，以及整个过程中模具的载荷情况。研究说明有限体积法是一种适用于金属锻造加工仿真的高效数值模拟技术。     

公路清扫车吸尘系统仿真设计

运用计算流体力学技术对高速公路清扫车吸尘系统的流场进行了仿真分析与结构改进。仿真采用有限体积法FVM,利用非结构化网格对吸盘模型进行网格划分,采用k-湍流双方程模型模拟湍流流动。经过分析不同设计方案对吸尘效率的影响,最后得到一个改进的设计方案,大大提高了靠近地面的气流速度,改进了流场分布,提高了吸尘效率,且不会出现气流外泄造成的二次污染,达到了设计要求,为开发具有自主知识产权高效率的公路清扫车做出了重要贡献。     

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。     

利用CFX软件对料仓通风系统进行仿真研究

在某塑料厂高压聚乙烯料仓安全隐患研究及治理项目中，利用CFX仿真模拟软件对料仓通风系统进行仿真分析，找出了原料仓通风系统存在的缺陷，提出几种改造设计方案，并对设计方案进行了优化筛选，通过现场实施效果良好。     

冷弯成形过程的样条有限条方法仿真与应用

为了实现金属冷弯成形过程这一复杂的几何与材料双重非线性问题的数值仿真,在有限元方法与传统的有限条方法基础上,针对位移函数、位移-应变关系和坐标转换矩阵等基本列式进行了改进,建立了基于修正的拉格朗日方法的弹塑性大变形样条有限条方法,较好地处理了边界条件、不同构形下场量转换等问题.建立的对象模型与理论计算列式有效结合,成功实现了冷弯成形的全过程模拟.通过实例计算与分析,表明仿真结果可以表征成形过程中相关因素的影响程度,可为辊型设计提供一定的理论依据.     

模具仿真网格及其在优化设计上应用

建立了一个面向优化设计应用的模具仿真网格平台.把该平台划分为仿真网格资源层、基础支持工具层、优化模型资源调度层和仿真网格应用层四个层次,并介绍了各层的主要功能和相关实现技术.基于该平台,发展了一个优化设计网格计算方法,以利用网格环境中充足的仿真资源,协同解决复杂的注塑模优化问题.并利用该算法,对收款机上壳浇口位置进行了优化设计.结果显示:所建立的仿真网格平台能够满足优化设计的需要;所开发的网格算法合理、高效.     

植入型轴流血泵设计及其流体性能数值预报

可植入心室辅助装置（俗称人工心脏）是治疗终末期心衰的有力工具,设计以轴流血泵居多。给出了一种植入型轴流血泵的新颖设升,血液由置于无刷电机圆柱磁钢转子内孔的大、小串列转子驱动,磁钢内孔形成主流道,而电机定子内径和磁钢转子外径间的缝隙形成支流道。这样主流道内没有电机磁钢转子,流道阻碍小面积大,可保证大血量流从主流道通过。支流道间隙小即无刷电机定子线圈和转子磁钢的气隙小,保证了电机的高效率,从而显著减小了轴流血泵整体的体积和重量,设计的轴流血泵外径为29．6mm,长度72mm,重量158g,泵转速为9000转／分,压头为100mmHg,流量可达8升／分,完全适用于植入式心室辅助装置,已成功地应用于植入小牛胸腔的动物试验。还基于CFD Fluent软件,建立了模拟人工心脏轴流血泵的数学模型,数值预报和实验得到的流体动力性能有较好的吻合,最大误差在JD％以内,达到在工程实用精度,表明利用CFD工具可以预报植入型轴流血泵的流体动办性能,指导人工心脏的设计。     

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。     

湍流对超音速导弹光学图像的影响数值仿真

利用大涡模拟得出湍流瞬态密度值 ,并根据Gladstone Dale关系计算出飞行器周围流场的折射率 ,从而为定量研究导弹导引头光学性能提供依据。首先依据大涡模拟理论对Navier Stokes方程进行滤波 ,建立可压缩湍流亚格子模型和大涡模拟方程。根据物理光学理论 ,计算了光学点扩散函数 (PSF)。数值仿真结果表明 :湍流对导弹光学系统图像将产生抖动、畸变和图像破裂等影响。这些影响与来流马赫数、飞行高度和攻角密切相关。定量得出的结果为下一步进行光学图像校正奠定了基础。     

一种可视化CFD网格生成方法

结合可视化技术 ,提出一种CFD前处理中的网格生成方法。阐述了CFD前处理中存在的问题 ,并针对这些问题构架起专用的绘图平台。详细介绍了网格划分的思路及实现方法 ,并将网格自动生成模块集成在绘图平台中。实践证明 ,这种可视化CFD网格划分平台操作界面方便友好 ,算法简捷正确 ,大大简化了前处理工作的复杂性 ,具有很高的实用价值     

The Dynamic Simulation Model of Industrial Enterprise Systems and Its Application

ＴｈｅＤｙｎａｍｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＭｏｄｅｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅＳｙｓｔｅｍｓａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳＵＮＷｅｉ；ＬＩＵＺｉｗｅｎ；ＪＩＡＮＧＧｕｉｙａｎ（ＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏｌｌｅｇｅｏｆＪｉｌｉｎＵｎ...     

人体肺动脉狭窄血流动力学数值分析

采用计算流体动力学方法,探讨针对同一模型不同主肺动脉狭窄率(0,25%和50%)的血流动力学变化情况.通过对患者CT数据处理,完成了三组肺动脉狭窄几何的全三维数字化重构,结合主肺动脉血流量等临床数据,模拟了伴有不同狭窄程度的肺动脉模型内血流细节.仿真结果得到了连接段内血液流动速度场、压力、壁面剪切应力等分布特性,这对于评判不同肺动脉狭窄程度的影响和相关手术治疗方案的选择有着参考作用.     

有限元仿真分析软件中建模的多态机理研究

有限元仿真分析软件是一种广泛应用于工程技术各领域的科学计算软件,而针对实际问题建立合适的模型是应用这类软件的首要工作。通常,为了使分析结果尽可能精确,研究人员希望建立无限接近真实形体的模型,但真实形体中某些特征的存在可能对网格质量和计算结果造成严重的消极影响,甚至还会导致问题不可解。同时过于复杂的模型也将消耗大量计算时间。为建立合适模型,提高计算效率,将多态模型概念引入有限元领域,就模型态与计算精度之间的关系进行了研究并得出初步结论。     

一种新型控制器的设计方案和仿真研究

通过对系统状态变量的运动规律做出某些假设,构建了一种基于经典力学运动方程的状态观测器,这种观测器能精确估计被控对象的位置,速度和加速度,而无需知道被控对象的数学模型。在经典力学运动方程的基础上,设计了一种新型控制器,这种新型控制器通过系统的运动位置,速度和加速度的负反馈作用,把原被控对象的输出轨迹引导控制到期望的系统输出轨迹,它能够有效高系统的控制品质和鲁棒性能。同时本文对利用Matlab软件仿真进行了分析,对仿真步长,仿真算法的选择总结了一些经验和建议。     

机器人系统仿真及应用

本文首先介绍机器人系统仿真技术的发展概况及其主要应用，然后介绍所研制的机器人仿真系统ＴＨＲＯＢＳＭ，着重介绍它的原理、结构、功能和特点。     

面向对象系统仿真方法及其应用

面向对象仿真方法是将面向对象技术应用于仿真领域而形成的一种不同于传统仿真技术的方法，是当前仿真技术发展的一个重要方面，在各个领域得到了广泛的应用。本丈将介绍一种基于OODB的面向对象建模仿真方法在实验室分布式控制系统(DCS)中的应用，即用一台计算机与实验室DCS系统相连，共同完成各种工业控制系统的实时仿真任务。其中，计算机作为被控对象仿真平台，DCS系统作为控制平台，二者通过信号转换卡相连。     

定性仿真技术及应用

定性仿真以非数字化手段处理信息输入、建模、行为分析和结果输出等仿真环节,通过定性建模推导系统的定性行为描述。定性仿真是处理不完备信息的有效方法。定性仿真方法产生了多种流派,如模糊仿真法、归纳推理法、非因果关系推理方法、基于因果关系的推理方法、基于图表的推理方法、基于数据的结构化建模方法、基于定性空间的推理方法等。近年来,定性仿真已应用到故障诊断、生态和环境学、机械制造业和工业系统、医学研究、混杂非线性系统、教育系统、人类社会与经济、人工智能等领域中。最后从整体上简要评述了定性仿真的发展。     

限域蕴含系统及其在企业诊断、策划中的应用

探讨限域蕴含系统的性质,提出了关于问题根本成因的蕴含系统诊断方法和对策的生成途径。应用这些方法可以寻求竞争过程中的致胜因素与障碍因素,发展机遇与潜在危机,并且可以辅助生成竞争战略与战术。