基于有限元方法的高温气冷堆燃料贮存罐跌落事故评价

通过将燃料元件等效为流体,本文采用耦合Eule-rian-Lagrangian(CEL)方法研究了高温气冷堆燃料元件贮存罐的跌落事故。该方法能够描述燃料元件在跌落过程中的流动性和惯性效应,以及燃料元件对贮存罐所产生的侧向液动压力。与等效质量法进行了对比,结果表明:在跌落冲击过程中,等效质量法计算得到的冲击力更大、跌落接触时间更短,而CEL方法则能体现罐体的径向膨胀。因此,CEL方法能够模拟燃料元件的惯性效应以及流动效应,而等效质量法则能充分考虑冲击力的作用,结构设计中可以结合2种方法的计算结果,给出更为合理的设计方案。     

基于离散元和全析因实验设计的BPM力学参数

为研究岩石微观力学参数与宏观力学性能之间关系并提高岩石破碎离散元仿真效率,从破碎原理出发,基于EDEM进行单轴压缩数值分析,研究摩擦系数、材料剪切模量、微观颗粒个数、平行键强度和刚度对岩石抗压强度和宏观刚度的影响.再通过全析因实验设计得到影响岩石力学性能关键的主效应和交互效应,并以此为变量运用回归方法对黏结颗粒模型(bonded particle model,简称BPM)的宏观力学参数进行预测并进行方差、拟合优度和残差分析.仿真及物理实验结果证明该预测模型可行,误差率小于10%.     

基于网格与无网格的血流仿真

本文结合欧拉法和纯拉格朗日法两种方法的优势,提出了基于网格和无网格相结合的方法实现血流仿真。该方法首先将整个血流系统看成一个粒子系统,然后采用有限差分法(FDM)实现对Navier-Stokes方程的离散化,并通过Gauss-Seidel方法对构造出的poission方程进行求解,将得到的数值解用来驱动粒子实现血流模型的构建,接着利用屏幕域抛雪球算法(screen space splatting)对血流表面进行渲染,最终实现整个血流过程的仿真。仿真结果表明:该方法提高了血流仿真的细节边界,能够保证血流效果的真实性,并且运算速度快,提高了仿真实时性。     

基于FSA的景观场地安全分析与设计方法初探

目前,户外活动场地的景观设计缺乏系统性的安全分析与评估环节,其安全性常被人忽略,存在很多安全隐患.基于综合安全评价体系(FSA),将其内容与流程,进行适合景观设计学学科特点的适应性改造,形成一套综合安全调查、识别、预测、分析、评估的方法体系,试图针对景观场地的安全风险,探索出一套适合景观设计学学科特点的景观安全分析与设计方法.并将其应用于实际项目当中,通过实践,对它进行检验和修正.     

基于快速存取记录器数据的飞机废气排放计算与分析

近年来,我国大力推行民航绿色发展,飞机废气排放问题逐渐引起重视。本文基于快速存取记录器提供的实际运行数据,参考BFFM2,对ICAO标准排放计算模型加以修正,并利用该模型计算了实际运行航班的废气排放数据。随后从机型/发动机型号、飞行时间以及燃油流量3个影响因素入手,分析其对废气排放的具体影响。最后对民航减排提出了几点建议：改善机队组合;优化场面运行程序;调整航路和巡航模式。本文的研究结果对有关航班全程废气排放和缓解飞机废气排放的研究具有一定的参考价值。     

陶瓷微球填充型隔热涂料的有效导热系数

利用SEM对一种陶瓷微球填充型隔热涂料进行了分析,在此基础上运用数值单元体法建立了计算其有效导热系数的模型.分别讨论了球壁厚度、球壁有效导热系数及陶瓷微球填充率等3个主要因素对该涂料有效导热系数的影响.为验证计算结果,利用稳态平板法测试了几种隔热涂料的导热系数.研究发现:选用壁面薄的陶瓷微球可制成性能较好的隔热涂料;陶瓷球壁的有效导热系数对涂料的有效导热系数影响很大,前者必须很低,比如小于0.05 W/(m·K),才可显著降低涂料有效导热系数;增加填充率可明显降低涂料有效导热系数;填充陶瓷微球确可改善涂料隔热性能,但程度有限.     

应用有限元逆向法确定板料形状

合理的板料形状可以提高板料成形质量,降低成本.有限元逆向法确定成形类零件的板料具有很高的可靠性,文章用一盒形件模型验证了其真实性和精确性,并结合实例进行了逆向法的应用.该方法适用于少无切边零件板料确定,同时可得到初步的零件成形分析.而对于带有切边余量大的拉延类覆盖件的板料,应用有限元逆向法对凸模展开,其结果可作为拉延板料快速确定的参考.     

电接触合金材料导电率的三维有限元分析

提出了一种计算多相合金电导率的数值模拟方法，采用有限元技术模拟电流流过导体时具有分布特征的电流场，各单元的组分随机产生以模拟实现的合金，通过计算全部单元中的总损耗来确定合金材料的等效电导率，在建立标量电位分析三维电流场有限元分析模型的基础上，以CuCr和AgW等合金为例计算了不同组分时电接触合金材料的电导率，并探讨了气孔率对电导率的影响，给出了不同组分时的电流场分布，计算结果与标准值的比较证明了模型的有效性。     

碳纳米管复合材料的有效热导率

考虑到碳纳米管的空间取向分布特征,建立了碳纳米管复合材料的有效热导率模型。根据Maxwell理论,推导出了计算碳纳米管复合材料有效热导率的简单公式。应用实例表明,该模型能够很好地解释在碳纳米管纳米流体中观察到的热导率异常增加现象,还可以用来分析纳米管复合材料的渗流性质,而且理论计算结果与实验结果吻合较好。     

基于八叉树网格的直流电阻率法有限元数值模拟

在VC环境下,使用C语言,实现了基于八叉树网格的三维直流电阻率法有限元数值模拟程序。三个典型模型的算例被用来证明八叉树网格方案适合于复杂地电模型的数值模拟：数值模拟了球体模型,随着网格对球面边界的不断逼近,数值模拟的精度也逐步提高;计算了覆盖层下倾斜板状高阻体模型,在偶极-偶极视电阻率断面上,能清晰地看见高阻体模型的形态、埋深;仿真了联合剖面法测量三维地形下埋藏低阻椭球体的情况,由于地形的影响,在视电阻率曲线上不能发现低阻异常的存在,利用比较法进行地形改正后,低阻异常得到凸显。     

面向对象的有限元静力分析程序设计

研究了面向对象的有限元程序的设计方法,着重讨论刚架单元、三角形单元和等参单元的单元类的定义和派生,并完成了相应静力问题的分析程序．     

生物组织热导率的脉冲衰减法测量

采用脉冲-衰减法测量生物组织的热导率,通过合理设计测量电路、选择电路参数,可以使脉冲输入期间探头输入功率的变化小于1％．当测量工况变化时,探头输入功率会产生较大变化,为此,提出了改进的脉冲衰减法．采用本方法,还可以适当提高脉冲输入期间探头的输入功率以增加探头温升,从而减少探头输入功率测量误差以及温度测量段温度测量误差的影响,提高热导率的测量精度．测量结果表明,由于脉冲-衰减法在推导时没有考虑探头尺寸的影响,造成热导率的测量值偏大;为此,进一步给出了一种热导率的测量值的简单修正方法,经修正后的热导率的最大误差为4．25％,平均误差为2．05％．     

不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数

根据最小热阻力法和比等效导热系数法对不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数进行预测。采用以颗粒在传热方向上的特征长度为边长的立方体体积与实际颗粒体积之比作为形状因子,对不同颗粒形状等效为立方体时的无量纲相对特征长度进行修正,基于形状因子进一步推导了适用于不同形状颗粒弥散复合材料在中低体积分数情况的等效导热系数通用计算公式。此通用计算公式与实验值及其它模型计算值吻合较好,对于导热增强型复合材料,体积分数一定时,其等效导热系数与颗粒形状因子呈正比,增加颗粒在传热方向上的尺寸能有效提高复合材料的导热性能。     

基于最小热阻理论的混凝土导热系数计算模型

针对传统混凝土导热系数计算模型机械地按照混凝土组成来划分热流途径而导致计算结果偏大的问题,基于最小热阻理论,并考虑到混凝土中孔隙作用,对传统混凝土导热系数计算模型进行了改进.通过引入传热面积比例系数的方法,使混凝土中热流途径的划分不仅满足了混凝土组成的要求,而且满足了最小热阻理论.采用该模型分别计算了8种混凝土的导热系数,其计算结果与实测结果的误差率在-14.0%～+5.1%范围内,而Harmathy模型和Campbell-Allenand Throne模型的计算结果与实测结果误差率分别在4.9%～29.3%和11.0%～32.1%范围内.相比于传统的混凝土导热系数计算模型,基于最小热阻理论建立的混凝土导热系数计算模型精度有了较大的提高.     

基于有限元法的采动坡体稳定性计算

本文运用有限元法的基本思路,提出了采动坡体稳定性的计算方法,并给出了实例计算。计算结果分析表明,与实际采动没坡有较好的一致性。