双辊铸轧铸嘴内部铝液流动的三维数值仿真

针对在常规铸轧条件下结构型式完全不同的2种铸嘴,根据实际工况,分别应用层流模型和低雷诺数的k-ε湍流模型,用商业软件CFX(version 4.2)对铝液在其内部的流动进行了三维数值仿真.研究结果表明:对于应用层流模型的铸嘴结构,其内部铝液流动的仿真结果与水模实验结果基本一致;对于应用低雷诺数的湍流模型的铸嘴结构,其内部铝液流动的仿真结果能较好地为铸嘴结构及参数的改进提供依据.尽管2种铸嘴结构的差异很大,铸嘴入口处的流动状态不同,分别处于层流和湍流的状态,但铸嘴出口处沿铸轧方向的流速分布规律在铸嘴宽度和高度方向非常相似.     

不同铸轧条件下铸嘴型腔熔体出口速度、温度和阻力分析

通过双辊铸轧铸嘴型腔三维熔体流动与传热数学模型计算了不同铸轧条件下铸嘴型腔熔体各个分量出口速度、温度分布以及流动阻力损失.结果表明:在超薄快速铸轧时,熔体横向速度uy、高向速度uz远小于流向速度ux.同常规铸轧相比,超薄快速铸轧铸嘴型腔流动阻力系数小且沿型腔长度增长缓慢.图2,参14.     

铝熔体在铸嘴型腔中的传热及凝固现象分析

在双辊铝带坯铸轧工艺中,前箱铝熔体的温度对金属熔体在铸嘴型腔中的流动性能、铸轧速度和铝带坯质量有重要影响,而确定前箱铝熔体温度的基本依据是熔体在铸嘴型腔中的能量损失.目前,双辊铸轧铝带坯生产中前箱铝液温度主要通过经验或大量试验确定.通过分析金属熔体在铸嘴型腔中的对流换热及凝固现象,建立了非稳态和稳态传热过程中金属熔体在铸嘴型腔中的温度变化近似数学模型.这对合理确定参数(铸轧速度、铸嘴的几何尺寸和环境温度等)不同时前箱熔体温度提供了理论依据.     

网格划分对铸嘴型腔流场有限元分析的影响

采用四边形自由网格和四边形映射网格2种不同网格划分方法,分别对一种小型双辊铝铸轧机上的铸嘴型腔的内部流场进行了2维有限元建模和计算分析,并对这2种不同网格划分模型的计算结果进行比较,从对称性、收敛性和计算过程误差分析3个方面,证明映射网格方法是一种具有较高精度的网格划分方法,并从理论上对2种方法存在的结果差异进行简要分析.在流体有限元分析中,采用映射网格不仅有助于减少由于网格划分带来的计算误差,还能防止运算发散,有利于获得更精确的结果.当模型比较复杂,几何形状很不规则,无法在模型中全部采用映射网格划分时,要多使用映射网格,少用自由网格,以减少由于网格划分带来的有限元分析的误差.     

电磁铸轧铸嘴支撑面板热应力分析和结构改进

利用ANSYS有限元分析软件建立了铸嘴支撑面板温度-应力耦合分析的三维有限元计算模型．为了优化面板内的应力分布。减小热位移，特别是与铸嘴平面稳定性直接相关联的竖直方向热位移，对面板进行了结构改进，并对实际工况下面板的热应力分布进行了计算研究．研究结果表明：面板内存在显著的热应力，应力集中现象明显；面板总体上出现了较大的热位移，特别是在竖直方向，热位移量为最大，导致面板因变形过大失效．改进后面板的热应力在总体数值上有所升高，但应力集中现象有所改善，在竖直方向的热位移量已显著减小，能很好地满足电磁铸轧的工艺要求．     

不同流体流动模型对型腔充填过程数值模拟结果的影响

在ＰＨＯＥＮＩＣＳ软件的基础上开发了充填过程模拟软件,可用ｖａｎＬｅｅｒ格式求解守衡标量方程而获得充填过程中的自由表面．用层流假设、标准的Ｋε紊流模型和代数应力模型分别对充填过程进行数值模拟,研究了不同流动模型对充填过程模拟结果的影响．结果表明：层流假设、Ｋε紊流模型和代数应力模型对充填过程都有其适用的范围,可对不同的情况选择其一．     

电磁铸轧铸嘴支撑面板温度场及热应力研究

铸嘴支撑面板为电磁铸轧工艺的关键部件，其结构稳定性直接关联到铸嘴的平面稳定性。本文利用ANSYS有限元分析软件建立了铸嘴支撑面板温度－应力耦合分析的三维有限元计算模型，并对实际工况下面板的热应力分布进行了计算研究。研究结果表明：面板内存在显著的热应力，应力集中现象明显；面板总体上出现了较大的热位移，特别是在竖直方向，热位移量为最大，导致面板因变形过大失效，计算值与实测值相吻合。     

铝合金铸轧中铸嘴型腔流体热分析

研究铝合金连续铸轧的前箱及铸嘴型腔流体的有限元热分析方案的合理性评价标准;采用通用有限元计算软件ANSYS/FLOTRAN模块的流热耦合建立温度场分析模型;应用MATLAB软件对结果数据进行了深入分析,以现场实验的数据为依据,建立并比较了两种模拟工况的温度场模型的分析结果,定量讨论了有限元计算的出口温度的绝对误差、相对误差,得出了温度场有限元计算的许用不均匀度.图5,表1,参11.     

连铸中间包内三维流动的数学模拟

建立了描述连铸中间包内三维流动的数学模型，计算了有、无流动控制下中间包内的三维流动。结果表明，合理的流动控制有利于中间包内非金属夹杂的上浮和吸附，用κ－ε模型都能基本上描述中间包内的流动，但都有待改进。     

旋转三维紊流流场的数值分析

应用SIMPLEST方法和标准k-ε紊流模型对旋转直通道内的流场进行计算,给出了该旋转流场的速度矢量图及压力场,并将测量截面上的主流和二次流速度分布与实验值作了对比,结果吻合较好,对叶轮机械内的旋转流场的数值模拟有重要意义。     

评价电路本质安全性能计算方法的修正

重新建立了电阻性本质安全电路电弧放电能量的计算公式 ,证明在评价电路的安全性能时 ,理论上将电阻性电路当作电感性电路的特例处理 ,存在着最大可达 1 2 .5 %的误差 实验发现当电路从电感性过渡到电阻性时 ,电弧放电开始瞬间电弧电流将突然下降 还发现对电感性电路 ,放电电流线性衰减模型仅适用于电感量为 1mH左右时的情况 最后对评价电路本质安全性能的计算方法进行了修正 图 8,参 6     

长壁开采工作面上覆岩层运动模式

基于煤系地层的层状岩体结构特征 ,对煤矿长壁开采工作面上覆岩层的活动特点和过程进行了深入的分析 ,由此提出了上覆层状岩体运动的 3种基本模式 ,并对离层的类型和控制特点进行了分析 此项研究对长壁开采条件下地表沉陷及岩层移动的控制具有指导意义 图 2 ,参 4     

异常影响诊断的统计量

随着测量数据处理特征的变化与要求的发展 ,测量平差模型的影响分析理论获得迅速发展 重点讨论了异常数据诊断统计量的功能特性、数学意义及与传统统计量的关系 用一个简单的数值例子论证了上述方法的实用性 图 1 ,表 1 ,参 4     

岩石应力松弛试验及两类岩爆研究

对岩石峰值载荷后的松弛试验发现具有两类岩爆 :一类是本源型岩爆 ;另一类是激励型岩爆 两类岩爆概念的提出 ,是对现有认识的发展 应力松弛行为与岩爆的强弱程度具有内在联系 ,可以引入松弛系数R来描述岩爆冲击倾向 ,当R >1时无冲击倾向 ;当 0 .75≤R≤ 1时 ,有轻微冲击倾向 ;当R <0 .75时 ,有严重冲击倾向 图 4,表 2 ,参 4     

三维编织复合材料空心断面梁的阻尼分析

基于层合板类推法和能量耗散原理 ,分析了三维编织复合材料空心断面梁的阻尼 导出了此类构件的比阻尼容量计算公式 分析中该复合材料被视为四个单向纤维复合材料部分叠合形成 ,各单向纤维复合材料部分的单位能量耗散被分解为与δx′、δy′、δz′、τy′z′、τx′z′、τx′y′对应的 6个分量 图 2 ,参 7     

非轴对称荷载下立井围岩的应力应变分析及其应用

采用基于分离变量法的有限元半解析法对立井在非轴对称荷载作用下开挖过程中的应力应变的动态变化情况进行了分析 ,得出了立井围岩位移应力随开挖的变化规律 ,并结合支护分析提出了井壁支护设计与施工的最优方法 ,为立井井筒的设计和施工提供了新的思路 ,具有重要的理论价值和广泛的应用前景 图 8,参 4     

气固两相流化床中煤炭分层行为的研究

通过研究气固两相流化床中具有不同物性 (密度、粒度 )煤炭的分层规律 ,揭示了不同粒度和密度的煤炭在流化床中的分层机理 ,定量确定了能与流化床中的固有加重质混杂在一起的煤炭粒级 ,提出了气固流化床中煤炭的三级分布理论 图 3,表 4,参 7     

金刚石产品的脉冲激光制备与应用

详细介绍了用脉冲激光法制备金刚石产品的发展过程 ,并总结了脉冲激光沉积 (PLD)、液体靶脉冲激沉积 (LYPLD)以及脉冲激光诱导液 -固界面反应 (PLIIR)等几种典型的实验方法、实验装置以及所取得的成果 在脉冲激光沉积法 (PLD)制备金刚石薄膜方面重点总结了最近比较新颖的液体靶脉冲激光沉积技术 ,而在金刚石纳米晶的制备方面综述了脉冲激光诱导液 -固界面反应法 ,此法在制备亚稳态纳米晶体方面显示出了较独特的优越性 图 4,参 1 6     

采区地质因素与生产能力间相关模型的灰色系统研究

本文应用灰色系统理论对贵州省水城矿务局木冲沟煤矿一采区地质因素特征指标进行定量化,并对采区地质因素特征指标与生产能力间的关系进行单因素分析,建立了木矿一采区生产能力与地质因素定量化指标间的关系模型,确定了最优的采区生产能力。图11,表1,参5。     

双层吸波材料的计算机辅助设计

不同介质层的组合 ,有别于单层介质 ,具有特殊的电磁特征 从经典的麦克斯韦电磁场理论出发 ,推导出相对复介电系数ε r 和相对复导磁率 μ r 的表达式 ,引入法向阻抗的概念 在频段 5～ 1 2GHz内 ,利用计算机对n层介质材料进行研究 ,提出寻找介质层匹配的最佳方案 结合实际情况 ,讨论了两种特例 ,并对结果作了分析 图 5 ,参 5