北部湾潮汐数值计算参数的试验

选不同的海底摩擦系数以及水平湍流摩擦系数，对北部湾的ｋｉ分潮进行了数值模拟试验。结果表明，当底摩擦系数取０．００２～０．００３，而水平湍流摩擦系数取１×１０２～５×１０３ｍ２／ｓ时其模拟结果与实测潮波系统比较吻合。潮波动力学方程中的底摩擦项对数值结果影响较大，而水平湍摩擦项对数值结果的影响不甚明显。     

底摩擦系数对渤海潮波系统数值模拟的影响

采用非结构有限体积近岸海洋模型（finite volume coastal ocean model,FVCOM）,对渤海潮波系统进行1年的数值模拟．分析了不同底摩擦系数对渤海潮波系统数值模拟的影响,并选取潮波系统误差较小的结果,进行15天、1月和1年的调和分析,以比较不同调和分析时间对结果准确性的影响．结果表明：模拟结果与实测调和常数分布有较好的一致性;开边界条件一定,当底摩擦增大时整体海域振幅值相对减小,无潮点也向潮波传入方向左偏;底摩擦系数为0．002时潮波系统整体模拟结果较好;调和分析的时间不宜少于1月．     

北部湾潮汐数值计算参数的试验

选不同的海底摩擦系数以及水平湍流摩擦系数,对北部湾的ki分潮进行了数值模拟试验。结果表明,当底摩擦系数取0.002~0.003,而水平湍流摩擦系数取1×10²~5×10³ m²/s时其模拟结果与实测潮波系统比较吻合。潮波动力学方程中的底摩擦项对数值结果影响较大,而水平湍摩擦项对数值结果的影响不甚明显。     

高速碰撞下二次破片光滑粒子流体力学法数值模拟

采用AUTODYN-2D无网格光滑粒子流体力学方法(SPH)数值技术,对遭遇速度为1.5～2.5 km/s下圆柱钨弹丸垂直碰撞装甲靶板产生的二次破片云分布特征进行了数值模拟,获得了不同碰撞速度下靶板穿孔直径及破片云前端运动速度、侧向膨胀速度和最大飞散角等分布特征.在此基础上,建立了二次破片云质量及空间分布预测模型.结果表明,数值模拟和模型预测均与实验结果相吻合.     

一种求解时间关联型缓坡方程的数值方法

以含底摩阻能量耗散项的时间关联型缓坡方程为控制方程,建立了一种具有二阶精度的数值离散格式.该格式对时间导数使用Euler预测-校正格式离散;对空间导数使用中心差分格式离散.基于统一边界条件表达式,对边界条件进行处理.数值解与物理模型实验值吻合较好,表明数值模拟模型可以有效地模拟波面随时间和空间的变化以及波高的空间分布.     

冷轧301L不锈钢板残余应力的数值模拟

冷轧301L不锈钢板中纵向残余应力的分布是影响板形质量的重要因素之一,而数值模拟是研究其分布特征的主要手段,文章以Lagrange弹塑性变形理论为基础,通过ABAQUS软件建立301L不锈钢板冷轧过程的有限元模型并赋于材料属性,根据实际轧制工艺参数定义接触、施加载荷与边界条件,在压下率为19%,前后张力分别为115、70 MPa,在不同的摩擦系数和冷轧速度下对钢板单道次轧制过程进行数值模拟.模拟结果表明:当速度一定,摩擦系数为0.08时,冷轧后301L不锈钢板沿板宽方向纵向残余应力分布均匀,板形及其表面质量优良;当摩擦系数一定,速度为1 m/s时,冷轧后301L不锈钢板沿板宽方向纵向残余应力分布均匀,板形及其表面质量优良.     

基于ABAQUS的O形密封圈自力式密封方式的研究

目的分析自力式密封方式在摩擦系数、流体压力及密封间隙大小的作用下对密封圈的应力及等效压力的影响.方法利用ABAQUS软件建立O形密封圈对称模型,分析在不同的摩擦系数、不同密封间隙及流体压力下对应力及等效压力的影响.结果当摩擦系数大于0.3 MPa时,O形密封圈的应力及等效压力不再受摩擦系数的影响;O形密封圈的应力及等效压力将随着流体压力的增加而增加,但当流体压力大于2.0 MPa以后,O形密封圈的应力及等效压力分布及数值几乎无影响;间隙增大时应力分布区域增加,应力值也增大,等效压力逐渐降低.结论流体压力、摩擦系数对O型密封圈应力及等效压力的影响较大,密封间隙大小对密封圈的应力及等效压力也有影响.此结论在理论指导和实际应用上具有重要意义.     

考虑地层空间分布的数值模拟方法

传统地下工程数值模拟过程中,由于较少考虑地层实际分布情况导致数值模拟结果与实际情况存在较大差异,故提出一种考虑实际地层空间分布情况的简便方法。该方法大致步骤为:基于钻孔资料,建立多层数字高程模型,通过MATLAB程序和FLAC~(3D)中的FISH程序,将地层分布信息导入数值模型,并以盾构隧道为例,说明其实际应用。研究结果表明:(1)该方法可以在保证数值模型网格划分质量的前提下,充分考虑实际地层分布情况,使得数值模拟结果更贴近实际情况;(2)通过比较均匀地层数值模型和采用不同插值算法生成的地层数值模型计算结果,显示数值模型中地层分布的差异对计算结果影响较大。     

不同摩擦条件下的斜轧穿孔过程有限元分析

以曼内斯曼穿孔机为研究对象,利用MSC.Superform 2005有限元软件对直径100mm的33Mn2V钢实心坯斜轧穿孔过程进行三维热力耦合数值模拟,并对不同摩擦系数条件下管坯运动状态以及应力、应变分布进行了分析.研究表明:摩擦系数对塑性应变、摩擦力、切应力以及轧制力的影响不大.1255℃的高温条件下摩擦系数增加并不影响整个系统,而在摩擦系数为0.2时塑性应变率最大,轧件表面温度最低.合理的摩擦系数在0.1～0.2之间.     

煤粉壁摩擦特性的实验与模拟

为了研究仓壁材料性质、粒径对煤粉运动壁摩擦角的影响,用Jenike剪切测试仪,测试不同粒径煤试样在不锈钢板、碳钢板、环氧板3种常用仓壁材料上的运动壁摩擦力.结合Jenike松散物料流动理论,探讨了不同粒径煤试样运动壁摩擦系数的变化.结果表明:仓壁材料表面的粗糙度越大,煤粉的运动壁摩擦系数越大;材料刚度越大,煤粉的运动壁摩擦系数也越大;水分一定时,煤试样中小粒径煤粉含量越多,壁摩擦系数越大.同时,用离散单元法(DEM)对这一壁摩擦过程进行模拟研究.分析比较模拟结果和实验结果表明:数值模型能够有效模拟实验过程,仓壁材料粗糙度、刚度以及煤粉粒径对壁摩擦系数的影响规律与实验结果相同.     

表面织构对巴氏合金轴承材料摩擦学性能影响

为了改善滑动轴承混合润滑时的摩擦学性能,在锡基巴氏合金表面加工出矩形阵列和发射线阵列的圆坑织构.采用销-盘式摩擦实验机和数值模拟对织构的润滑性能及机理进行分析,研究不同滑动速度和载荷下表面织构的摩擦系数,并数值模拟了表面织构的油膜压力分布.实验结果表明:表面织构能降低混合润滑的摩擦系数.随着滑动速度的增加,表面织构的减摩性能更佳;但是随着接触压力的增加,表面织构的减摩性能降低.相对于发射线阵列织构,矩形阵列织构的摩擦系数更低并且稳定性更好.面密度为8.6%的矩形织构阵列(3#)具有较优的摩擦学特性,在滑动速度0.3m/s、载荷5.0 MPa下的摩擦系数为0.015.模拟结果表明:相对于发射线型阵列织构,矩形阵列织构的油膜压力分布能减小润滑油泄漏,从而获得较好的摩擦学特性.     

太阳能半导体空调的实验研究与数值模拟

试制了一种风冷散热的太阳能半导体空调实验样机,并对其在不同工作电流下的性能进行了测试,得到了空调样机在不同运行工况下的运行参数;同时对空调样机进行了数值模拟,并与实验结果相比较,两者能很好的吻合.通过对实验和数值模拟结果方法的总结和比较,分析了热电系数、风量、工作电流等不同参数对空调样机性能的影响.分析结果表明,该数值模拟方法可为太阳能半导体空调的优化设计提供除采用实际测试外的另一种方法,节省了设计时间和经费.     

高炉炉缸炉底侵蚀预测数值模拟

基于3 200m3高炉炉缸炉底设计及生产过程中侵蚀的实际情况,利用ANSYS软件,从传热学的角度出发,建立了高炉炉缸炉底侵蚀二维物理模型,通过数值模拟的方法,研究该高炉从开炉初期、中期、中后期、后期高炉炉缸炉底温度场分布.模拟计算表明,1 150℃侵蚀线位于铁口下方区域和炉缸炉底交界处,但无明显“象脚状”侵蚀.对比高炉不同服役时期温度场和1 150℃侵蚀线分布,分析导致其变化的原因,同时对影响高炉炉缸内衬温度的若干因素进行探讨.     

空间低温冷屏蔽系统及表面温度分布研究

提出一种"空间冷屏蔽系统"模型,通过空间深冷剂的相变制冷可使空间飞行器表面温度低于100 K,30 min内使表面红外辐射强度低于0.5 W/m2;进而建立三维气液分离储液模型,并对分层储液结构进行单元传热数值模拟,分析单元模型的不同传热边界条件,将换热经验关联式应用于稳态传热数值模拟过程,从而获得冷屏表面温度及热流随液位变化的分布规律;然后建立单元实验模型并进行实验分析.模拟计算及实验结果表明:当分层储液高度小于100 mm时,实验温度梯度与数值模拟结果相似;实验系统的表面温度在地面15 min以内、空间30 min以内可以满足低温红外辐射特征要求;太阳能辐射强度和毛细材料对表面温度分布的均匀性及液氮维持时间有一定的影响.     

宽板V型自由弯曲回弹模拟精度及回弹影响因素研究

利用LS-DYNA模拟软件显式-隐式连续求解功能,分别采用线性和弹塑性幂指数硬化模型对黄铜、铝和SPCC钢3种材料V型自由弯曲回弹进行了数值模拟,将模拟结果和实验结果对比,给出了回弹模拟精度较高的材料硬化模型.并在此基础上,对影响V型自由弯曲回弹的板料厚度、模具几何参数以及摩擦系数等因素进行了分析,得出了影响回弹的主要规律,为提高V型件自由弯曲成形精度提供了可靠的依据.     

颗粒物质在竖直振动U形管中迁移的离散元方法模拟

采用离散元方法对颗粒物质在竖直振动U形管中的迁移进行三维数值模拟。将数值模拟结果和实验进行对比,两者吻合良好。在此基础上,考察了摩擦对颗粒动力学行为的影响。结果表明,存在摩擦时,颗粒将发生迁移运动,使得U形管两分支内颗粒柱产生高度差,该过程伴随着颗粒对流现象;当颗粒与管壁间摩擦系数为0时,颗粒柱高度差在0附近波动,两分支内存在相似的颗粒对流;当颗粒与颗粒间摩擦系数为0时,颗粒柱高度差几乎保持为0,颗粒对流消失。研究还发现,存在摩擦时,U形管两分支内颗粒的竖直方向平均速度差异很大;当颗粒与管壁间或颗粒与颗粒间摩擦系数为0时,U形管两分支内颗粒的竖直方向平均速度存在一定的一致性。     

高速干滑动摩擦系数的有限元仿真计算研究

针对高速运动下的摩擦副如滑靴与轨道之间存在摩擦磨损且实际工况下摩擦系数难以测定的难题,提出了一种利用有限元计算摩擦系数的数值研究方法。基于W-M函数法,利用MATLAB对不同粗糙度下的表面轮廓完成了数值模拟分析,采用ABAQUS二次开发,实现了在有限元中快速建立粗糙表面模型的功能。以此为基础,对滑靴在运行过程中摩擦系数的动态变化规律进行了研究,得到了摩擦系数与载荷、速度之间的数学关系模型。通过销盘磨损实验对其部分仿真结果进行验证,实验结果与公式预测误差在10%以内,证明了该数学关系模型的有效性,为高速下干滑动摩擦特性的研究奠定了基础。     

地板辐射采暖系统温度分布测试及数值分析

对某加装低温热水地板辐射采暖的系统分开门和闭门两种情况进行温度分布特性的实验测定,结果表明:地板辐射采暖房间内温度分布总体上是自下而上,从高到低变化,地板表面温度最高,但空间的温度变化幅度不大;而且处于人活动的空间范围中,温度竖向分布差别不大(最大差别为0.73℃),具有良好的热舒适性.此外,房间开门或闭门,空间内每一层的温度分布都比较均匀,开门处的气流对温度分布的均匀性基本没有影响,但受此气流影响,开门时各个测点的温度和闭门时相比普遍降低,但地板表面温度还维持原来水平.此外,还采用了4种不同的湍流模型,利用商用CFD软件Fluent进行地板辐射采暖空间的三维流动与换热的数值模拟,数值结果表明,标准k-ε模型能较好满足数值计算要求.     

正交试验法在前翼子板成形数值模拟中的应用

该文根据正交试验原理,应用板料成形软件PamStamp2G对不同压边力、模具与板料间摩擦系数、凸凹模间隙和板料初始尺寸进行数值模拟,将数值模拟的厚度同实际成形件的厚度进行比较,得出上述因素对前翼子板成形结果的影响,并预测了前翼子板较优的理论成形条件。     

液压封隔器胶筒座封过程数值分析

液压封隔器是通过水力作用使胶筒在套管环空内鼓胀，而与套管内壁接触并产生一定接触压力，克服了封隔器上、下套管环空液流产生的压差，达到分层目的。在座封过程中，胶筒产生较大的几何变形，此时橡胶材料特性是非线性的，胶筒与套管内壁的接触过程也是一个状态非线性问题，即封隔器胶筒的座封过程是一个兼有状态、几何和材料的三重非线性问题。采用数值模拟方法，对封隔器胶筒压缩过程、座封后胶筒与套管的接触压力分布规律及胶筒与套管内壁之间摩擦系数对接触压力分布规律的影响进行了分析。研究结果表明，封隔器座封完成以后，上胶筒与套管的接触压力最小，中胶筒和下胶筒的接触压力依次增大，整体分布呈二次曲线形式。从单个胶筒来看，3个胶筒与套管接触面上的压力分布规律并不相同。上胶筒表面的接触压力呈拱形分布，而中间胶筒和下胶筒的接触压力呈鞍形分布。随着摩擦系数的增加，3个胶筒的接触压力都将降低，同时摩擦系数的变化也改变了3个胶筒与套管接触压力的整体分布格局。当摩擦系数为0．3时，3个胶筒与套管接触压力最大值的变化梯度基本相等；当摩擦系数大于0．5时，只有下胶筒维持较高的接触压力。利用数值模拟方法，可以得到不同摩擦系数条件下胶筒的压缩位移与座封载荷变化的关系曲线。将实际胶筒座封试验测得的胶筒的压缩位移变形量随座封载荷的变化关系与数值模拟结果进行对比，可以确定胶筒与套管的实际摩擦系数。