生物心瓣应力分布的非线性有限元数值模拟

采用八结点超参数板壳元，对猪主动脉瓣在闭合脉瓣载状态下的应力分布进行了非线性有限元数值模拟。分析了变厚度瓣膜的应力分布，发现厚度对应力分布有影响。接合边顶部，基底和侧边缘区应力较大。进一步分析了正常及具有几个散布钙化点的瓣膜的应力分布，发现钙化区域应力显著增大。     

旋转叶轮三维应力分布及其改善措施

利用三维有限元素法对一个实际叶轮进行计算和分析比较，并提出了保证叶轮运行安全可靠的改进措施．研究的目的在于通过提高叶轮机械的转速来扩大其运用范围，以满足工程改造或减少设备投资的要求．转速增加引起的应力过大的情况可通过叶轮结构的变化来改善．     

流动槽中内皮细胞表面切应力分布的数值模拟

对流动槽中经过不同入口流速冲刷稳定后的ＥＣ表面的切应力分布进行数值模拟，视单个ＥＣ为一条二次曲线，多个ＥＣ的连续分布为此二次曲弛的周期拓延，随流速的增加，ＥＣ有没动流动方向的伸长及细胞质沿流动方向的前移。结果表明：切应力随ＥＣ的形状呈现相同周期性分布的特点，随着单个ＥＣ的Ｒ值的增加，切应力呈现上升的趋势；对相同的Ｒ值，迎来流面的切应力值大于背来流面的值。     

矿井岩爆数值模拟及应力状态分析

为了得出岩爆与应力分布状态之间的关系,为制定合理的岩爆预防及治理措施提供依据,采用数值模拟的方法,研究了岩爆巷道的围岩应力状态。结果表明:非均匀薄壁应力现象的存在,是掘进工作面岩爆频发的重要原因;对于硬脆性的围岩体,在受到扰动时,由于巷道围岩体内的应力集中峰值距离巷道表面距离较近,应力集中峰值就可能超过岩体破坏的极限强度,从而使岩石突然破坏,发生岩爆现象。该成果对岩爆的预防具有一定的参考价值和指导意义。     

旋转矩形通道内湍流雷诺应力分析

采用直接数值模拟方法对旋转矩形通道内的湍流流动和换热进行了研究.非稳态N-S方程的空间离散采用二阶中心差分法,时间推进采用二阶显式Adams-Bashforth格式.通过分析近壁湍流雷诺应力输运方程各项的分布以及比较壁面附近湍流生成和耗散强度,讨论了科氏力对湍流脉动的影响.结果表明:系统旋转效应增强了压力面附近的湍流生成、黏性耗散、黏性扩散、湍流扩散及压力应变相关项和压力速度扩散项,而在吸力面附近,雷诺应力输运方程中各项因旋转而受到强烈抑制.     

注射成型残余应力的数值模拟

对注射成型过程中的残余应力进行了研究.针对注射成型的特点,采用线性粘弹性模型计算了注射成型过程中温度和压力引起的残余应力,充分考虑了保压压力和应力松弛对残余应力的影响,数值实现中采用了在时间上有限差分的计算方法.通过模拟计算平板形状制品残余应力在壁厚方向和流动方向上的分布及其在成型中的变化过程,深入讨论了注射成型过程中残余应力的形成机理和演变情况.实验证明了所提出的残余应力模型和计算方法的正确性与合理性.通过预测和优化注射成型中的残余应力,可以提高制品最终形状的尺寸稳定性和力学性能,对实际生产有一定的指导意义.     

锥形旋转射流井底流场的数值模拟

针对旋转水射流代替机械钻头破岩钻径向水平井的实际要求,运用数值模拟方法研究了旋转射流在井底的流动规律。结果表明,旋转射流的流动不同于普通圆射流,它的第一个质点都具有三维速度,射流能量不是集中在射流中心部位,而是集中在定定半径的圆环上,同时具有明显的扩散性,并在中心形成回流区。随着旋流强度的增大,射流扩散能力增强。 数值模拟得到的流动规律与实验结果完全一致。     

锥形旋转射流井底流场的数值模拟

针对旋转水射流代替机械钻头破岩钻径向水平井的实际要求,运用数值模拟方法研究了旋转射流在井底的流动规律。结果表明,旋转射流的流动不同于普通圆射流,它的每一个质点都具有三维速度,射流能量不是集中在射流中心部位,而是集中在一定半径的圆环上,同时具有明显的扩散性,并在中心形成回流区。随着旋流强度的增大,射流扩散能力增强。数值模拟得到的流动规律与实验结果完全一致。     

基于数值模拟的旋转燃烧室的性能分析

通过分析某型鱼雷燃烧室结构,建立旋转燃烧室的物理数学模型,利用Fluent软件对不同转速下的旋转燃烧室单组元喷雾燃烧过程进行仿真模拟,得到燃料质量分数场以及燃烧室内的压强分布,为燃烧室的结构优化提供理论依据.通过优化结构,缩小了燃烧室的体积,减小了燃烧室的质量,提高了燃烧室的性能.     

幂律流体在旋转盘上的流动与传热数值分析

针对非牛顿幂律流体在无限大旋转圆盘上层流边界层内三维流动与传热问题,在普朗特数为常数的条件下,利用广义Karman相似变换,将连续方程、动量方程及能量方程形成的偏微分方程组化成常微分方程组,再采用多重打靶法数值求解非线性两点边值问题.分别针对剪薄型流体、牛顿流体和剪厚型流体,得到不同幂律指标下的速度和温度分布及不同普朗特数下温度场的结果.结果表明径向速度分量的峰值随幂律指标的增大而增大,轴向速度受边界层厚度的影响较突出,盘表面的传热随幂律指标和普朗特数都呈现递增趋势.最后将本文流场结果与Andersson等在不考虑传热情况下的结果进行比较表明吻合性较好.     

粗粒式应力吸收层路面结构设计与有限元分析

依托柳南高速公路改扩建工程,并针对目前中外经常使用的砂粒式应力吸收层材料存在的问题,提出了一种既可充当路面结构层,又具有应力吸收层功能的粗粒式应力吸收结构层。通过对旧路面和主骨料空隙填充法(CAVF法)设计的粗粒式应力吸收层路面的结构进行有限元建模,分析两种结构的应力应变情况,得出了粗粒式应力吸收层能够有效吸收应力并减少反射裂缝的产生的结论。     

致密油藏有限元数值模拟

 目前数值模拟方法均基于达西渗流,无法对致密油藏非达西渗流进行有效模拟。致密油藏内在复杂,为实现致密油藏非达西渗流的科学模拟,建立了油水2相微可压缩非达西流的油藏数值模拟数学模型。同时考虑到致密油藏渗透率低、非均质性强的特点并兼顾模拟精度采用有限单元法进行离散,从而建立了有限元数值模型,形成了新的致密油藏数值模拟方法,最后将该方法进行实例检验,验证了方法的正确性。     

牙轮钻头牙齿破岩有限元分析

牙轮钻头是石油钻井中主要的破岩工具。牙轮钻头的破岩是通过其齿圈上的牙齿和岩石相互作用完成的。本文通过建立牙轮钻头单个牙齿与岩石互作用模型,用有限元方法完成了牙轮钻头破岩过程的分析,获得岩石的破碎坑;进一步通过等效应力云图确定了牙齿破岩过程牙齿及岩石的应力分布情况,为进一步分析牙轮钻头破岩效率提供依据。     

管材塑性弯曲成形的有限元数值模拟分析

为深入研究管材塑性弯曲成形机理,利用数值模拟方法建立了包括工艺参数在内的管材弯曲成形全参数化有限元模型,并验证了模型的有效性.在此基础上,详细分析了管材弯曲变形过程中的应力应变分布.结果表明,最大等效应力发生在弯管起弯侧,最大等效应变则沿弯管变形区域均匀分布,管材弯曲成形处于平面应力状态和三向应变状态.     

旋转轴唇形密封泵吸率的有限元数值分析

为准确预测旋转轴唇形密封的泵吸率,采用JFO空化边界条件,建立了遵循质量守恒的唇形密封的稳态润滑数学模型;采用流线迎风有限单元法求解润滑控制方程,分析了唇形密封操作参数和表面微条纹结构参数对泵吸率的影响规律.结果表明:泵吸率随转轴速度增加而增加,而随密封压力增加而减小,甚至转变为泄漏率;泵吸率随微条纹的周向波度、周向波长、最大周向变形的增大而增加,而随微条纹的轴向波度的增大而减小;微条纹最大周向变形位置靠近油侧时,唇形密封才具有泵吸作用,且越靠近油侧,泵吸率越大.     

某料场高边坡开挖有限元数值模拟研究

根据某料场高边坡的实际地质地形特征,建立了三维边坡开挖数值模型,模拟了该边坡从天然工况到逐级开挖工况下的开挖变形形态、应力状态及边坡稳定性等,并进行了系统的研究.结果表明,数值计算模型能够比较真实地反映边坡实际情况,数值模拟的结果是可靠的、合理的,能够在此基础上对边坡以后的应力场、形变场特征作出较好预测.     

有限元法在表面波等离子体中的数值模拟应用

工业用平板型表面波等离子体( SWP)源具有大面积、高密度、高活性等优良性能,其建造之前必须进行结构优化,而对表面电磁波的数值模拟,可以辅助其优化设计.基于有限元法( FEM),采用Ansoft HFSS模拟软件,数值仿真了大面积矩形SWP源的电磁场空间分布.研究了开槽天线激发表面波场的特性,得出了表面波场的空间分布,...     

打结钢丝绳有限元数值模拟方法研究

采用线性强化模型得到钢丝绳等效的弹性模量和屈服应力,将其应用在打结钢丝绳的有限元分析中。结果表明,该方法应用于打结钢丝绳的数值模拟切实可行。     

放顶煤开采顶煤应力有限元分析

利用ＡＤＩＮＡ程序对顶煤进行了二维有限元应力分析，得到了顶煤破碎发展区域“三带”量的概念，为顶煤的破碎机理分析提供了依据。     

基于有限元法的高压挤压砾石充填数值模拟

从疏松砂岩的岩石特性以及施工工艺角度分析了影响高压挤压砾石充填效果的各种可能因素。在此基础上,采用有限元分析软件针对射孔井进行了数值模拟,模拟结果显示射孔沿着最大水平主应力方向,有助于裂缝的产生。在数值模拟的基础上分析了高压挤压过程中疏松砂岩的启裂机理,认为压密砂层的破裂压力即为高压挤压砾石充填的启裂压力,其裂缝形态,直接影响着近井地带的裂缝形态。