髋关节置换的有限元分析及实验验证

本研究针对天津某医疗企业新一代髋关节假体置换前后应变分布规律进行了有限元分析及实验验证,通过对比有限元分析结果与实验结果,发现有限元分析结果与实验结果呈现的规律较为一致.本研究表明用有限元法分析髋关节置换的应变情况是可行的,但置换髋关节的模型、模型的参数、边界条件需要进一步优化.从有限元分析结果和实验结果来看,髋关节置换后呈现应变转移情况.实验与仿真均证实了使用髋关节置换前后有相似的力学效应,使用该髋关节假体预计会获得较好的临床使用效果.     

单桩桩侧摩阻力变化规律的三维数值模拟

桩土间的相互作用是桩侧产生摩阻力的本质原因,本文基于MADIS/GTS软件通过设置不同接触单元、变化接触单元中剪切刚度模量、法向刚度模量对承受竖向力的桩侧摩阻力、轴力及应力等进行了分析。结果表明:在不同土层中设置相应的接触单元时,摩阻力在土层分界面处会出现明显拐点,对桩顶位移也有一定影响;随着模量值的增大桩侧摩阻力值也随之增大。     

基于标准k-epsilon湍流模型的实验室微环境数值模拟

为了研究实验室微环境的气体污染物浓度分布问题,提出了基于标准k-epsilon湍流模型的数值模拟方法.建立回形和一形楼道二维简化模型,对其进行网格划分.以浓度为7.73ppm的NO_2作为研究对象,设置不同位置的气体污染物入口,对两种二维模型的风场和NO_2浓度场进行数值模拟和分析.结果表明,回形楼道不利于污染物的扩散,各区域都有污染物的分布,浓度最低区域降幅在87.6%~96.7%;一形楼道模型中,inlet10、inlet14和inlet19分别作为入口时,B区域NO_2浓度值很低,monitor5-9浓度接近0.模拟结果符合理论,可以为实验室设计选址提供一定参考,也可以为污染气体泄露应急预案和事故预报预警机制提供依据.     

调频振子-液体联合水平减振的流固耦合机理研究

为了解决晃荡液体在大幅值的水平加速度激励下不再具有稳定自由晃荡频率且无法满足调频条件而导致减振能力明显下降的问题,提出了一种将调频振子置入晃荡液体中构成联合系统的减振方法。采用分离求解隐式耦合的方法对忽略结构阻尼的联合系统衰减结构振动进行了数值模拟,计算结果表明,联合系统能够在保持振子共振吸能的基础上充分利用液体晃荡对振动能量进行耗散,具有优于单纯调频质量减振或晃荡液体减振的性能。联合系统在液体晃荡时的减振作用优于液体无法晃荡时的情况;液体自由晃荡频率远离振动频率有助于振子保持共振吸能能力。在共振的容器中和振子的激励下液体晃荡具有强烈的耗能作用,这是联合系统减振的主要机理。根据这一机理,在保证振子共振和增强液体耗能作用的思路下对联合系统进行了优化,优化后联合系统即使忽略结构阻尼,阻尼比也可达到5.6%。     

平屋顶水平封闭方腔空气层厚度数值分析

为分析平屋顶水平封闭方腔作为保温系统时其内部空气层的相对最佳厚度,通过建立二维数值模型,选择Presto!压力插值格式及SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)解耦算法,计算了在不同边界温差和边界材料导热系数下平屋顶水平封闭方腔内辐射传热量和对流换热量及其随空气层厚度的变化.在一定条件下,通过对计算结果进行回归分析,得到平屋顶水平封闭方腔在不同温差和不同边界材料导热系数下的相对最佳空气层厚度值.     

进气道旋流畸变地面模拟与测量试验

基于飞行试验的应用特点,提出了进气道旋流畸变测试方法和评定指标,以某发动机试车台为试验平台,搭建了旋流模拟与测量系统,进行了整体涡旋流、对涡旋流、局部涡旋流的模拟与测量试验,验证了旋流模拟、测量方法与评价指标的有效性.建立三维数值模型进行了相应工况数值计算,并将试验结果和数值计算结果进行分析对比,发现结果吻合良好,误差...     

螺旋桨运输机进气道阻力特性分析

以某型螺旋桨运输机带动力装置飞行试验台为研究对象，建立了三维流场模型，采用CFD进行了网格划分及数值计算。以前期飞行试验数据和发动机热力循环模型计算结果为边界条件，开展了不同飞行马赫数、高度及桨叶角的数值计算。选用桨叶角表征发动机状态，分析了不同飞行高度、马赫数、螺旋滑流对进气道前罩作用力和附加前体力影响的变化规律。计算结果表明：不同高度、桨叶角及马赫数均会改变进气道阻力，在马赫数0.5，高度4 km状态下，桨叶角由40°增大至50°，前罩作用力减小1 700 N，附加前体力减小3 600 N,而附加前体力系数及前罩作用力系数随飞行高度基本不变。进气道阻力特性研究为后续试飞中确定涡桨发动机外部阻力特性分析提供了数据支持。     

长江泰州江段水环境模拟及水质可利用性分析

利用点源连续排放的解析解对FDS格式二维水流水质模型精度进行分析,应用FDS格式二维水流水质模型对长江泰州江段的流态及污染带分布进行模拟并建立了排污混合带长度与排污量的响应关系曲线,同时根据模拟结果对泰州江段岸线水质状况进行了分析．结果表明：入江水道口向上游3．6～7．2km段内及三江营至泰州引江河口段的水质状况良好,可以用作供水水源地的取水口;古马干河至如太运河河口段水质较差,需对沿岸排污口及沿线相应的污染源进行治理。     

利用碳纤维提高军用桥梁承载力的数值分析

为了探讨应用碳纤维片进行军用钢桥回固的有效性，利用弹塑性非线性有限元和弧长法对加固后的钢梁进行了全过程分析，并且初步说明了其加固原理。通过分析发现利用碳纤维片可以有效地提高军用桥梁的承载力、刚度与稳定性，可以作为军用桥梁加固的有效方法。     

反应器内Taylor涡胞结构的数值研究

采用计算流体力学方法对化学反应器内的Taylor涡胞结构进行了数值模拟,研究了在不同雷诺数Re条件下Taylor涡胞的结构特点及其生长方式受Re的影响规律.研究结果表明,随着Re的增加,Taylor涡胞先从上下两端部产生,并且底部固壁端Taylor涡胞的生成总要先于顶部自由面端部,随后Taylor涡胞由两端逐步向中心生长,直至系统的Re大于临界Re后,整个轴向间隙内均充满Taylor涡胞;轴向Taylor涡胞的强度并不一致,下端部固壁附近Taylor涡胞强于顶部自由面附近的Taylor涡胞,而中心位置的涡胞强度最弱.