中心型蝶阀流阻特性数值仿真模拟及试验研究

为了弄清中心型蝶阀的流阻特性,先采用Fluent软件对通风除尘系统中一种φ560的中心型金属密封蝶阀不同开度下的流阻特性进行数值仿真模拟,通过设置试验测试蝶阀不同开度下的阻力系数,比较试验值与模拟值吻合程度,以验证仿真模拟的正确性,最后基于实验数据通过流阻特性对比分析,将全轴蝶阀改为双端轴蝶阀。仿真结果表明,在全开状态下双端轴蝶阀的流阻系数比全轴蝶阀有一定减小,达到了减小流阻的工程目的。

研发数字孪生体——计算力学从数值模拟和仿真升华到新的分支之一

数字孪生体(digital twin,简称DT)概念的提出,开启了在虚拟的数字时空中以影伴实对实物的研究。本文以飞机结构DT的实施,从设计-制造-运行-维护-退役的5个阶段,分析了计算力学从数值模拟和仿真阶段升华到DT阶段,揭示了全寿命周期过程亟待解决的诸多问题。提炼出8个关键技术:动因、诀窍、途径、牵连、动态、转换、前推和层次。从深度和广度上展望了计算力学DT发展的自身深化和侧向迁移等。

轻质铝合金复杂异形构件的铣削数值模拟仿真与试验

轻质铝合金材料在加工中易产生弹塑性变形和黏刀现象,并且复杂异形构件的壁厚小、曲面多以及切削深度较大,使轻质铝合金复杂异形构件加工难度大。利用数值模拟对金属材料去除过程进行仿真模拟,探究切削参数对切削力和扭矩等的影响,并进行了试验验证。试验和仿真数据表明:仿真预测值与实测值间的误差在可接受范围内;在一定范围内,铣削温度随切削深度的变化较小,切削深度、切削速度对切削力、扭矩的变化影响较大,选择合适的切削深度和切削速度对金属切削的加工质量有显著影响,得到最优铣削参数组合为切削深度a_(p)=0.4mm,切削速度v_(c)=5.5mm/s。

隔舱式双脉冲发动机金属膜片破裂实验及数值仿真研究

针对金属隔舱式双脉冲发动机Ⅱ脉冲工作时隔舱装置金属膜片受压打开的工作特点,采用冷气冲击实验装置模拟双脉冲发动机受高压燃气冲击破膜打开的过程,建立了冷气冲击实验数值仿真模拟方法,获得了双脉冲发动机隔舱装置Ⅱ脉冲工作过程膜片的打开特性。数值仿真与冷气冲击实验中金属膜片破开时间以及破开前膜片中心结点轴向位移误差均较小,验证了2A12铝合金力学模型的准确性以及数值仿真方法的可靠性,为隔舱装置工作性能仿真分析提供了重要依据。

基于数值仿真技术的散粒体堰坝材料特性研究

选取20~40,40~60,40~80,60~100,80~120 cm不同粒径块石颗粒组成的5组散粒体堰坝进行抗冲破坏实验研究,同时运用Flow-3D进行数值模拟,在相互对照验证的基础上,进行了3组拓展计算。研究结果表明,数值模拟得到的沿程流速及堰坝破坏情况与实验结果吻合较好,三维数值仿真技术可以运用在散粒体堰坝结构特性的仿真研究中,同时对物理模型实验进行拓展研究,弥补物理模型所受实验条件的不足。散粒体堰坝的沿程流速、下游的水跌影响范围等都与通过堰体的单宽流量呈正相关关系,组成堰坝块石的等效粒径D、等效质量G与其能承受的最大抗冲流速v呈指数相关,且当抗冲流速超过2.5 m·s^(-1)时,块石粒径增加对于抗冲性能影响的边际递减效应也越来越明显。

数值模拟仿真在材料加工冶金传输原理教学中的应用

结合平板传热、超音速射流特性和多相流等CFD计算案例,给出利用数值模拟仿真软件进行材料加工冶金传输原理教学的具体方法。将数值模拟仿真技术引入教学环节,既有助于学生掌握和理解教师在语言上难以表达、变化过程复杂或肉眼观察不到的传输现象,又能使学生体会自己动手模拟解决工程简化流体问题所带来的兴趣和成就感,以此提高学生学习的积极性、主动性和对所学知识的理解和应用的能力,促进学生顺利完成对材料加工冶金传输原理课程的学习,真正掌握相关动量传输、热量传输和质量传输基础理论知识。

数值模拟仿真方法在颅内血流导向密网支架研究中的应用

颅内动脉瘤是一种常见的颅内血管类疾病,其破裂是非创伤性蛛网膜下腔出血的常见原因,具有较高的致死率和致残率。颅内血流导向密网支架介入治疗可避免开颅手术对人体造成的巨大损伤,是目前临床主要治疗手段之一。随着计算机技术和数值计算方法的不断发展,数值模拟仿真方法越来越多地应用于医疗器械研究,其便捷高效、成本低廉,且能获得更多体外试验无法获得的参数结果。该研究主要阐述数值模拟仿真方法在颅内血流导向密网支架研究中的应用,并对目前的进展情况进行综述,为颅内血流导向密网支架的研发提供参考。

数值模拟仿真在计量经济学教学中的运用及思政内涵探索

数值模拟仿真由计算机根据设定好的数据生成过程来产生的数据,用以模拟现实世界中的经济学和金融学实证数据。本文探讨了在课堂教学中采用数值模拟仿真技术的诸多优势,总结了其中所蕴涵的思政内容,并介绍了多个实际案例以供参考,以期推动计量经济学在新时代和新背景下的课程建设和教学改革。

裂隙岩体宏观力学参数数值仿真模拟研究

岩体的参数确定一直是岩土工程中的一个重要及困难的问题,将整个工程岩体划分为不同尺寸等级的计算试件,依据室内外基本材料试验成果,采用数值仿真方法依次计算各级别计算试件,最后得到岩体的宏观力学参数,计算结果与实际情况值基本吻合,该计算方法解决了物理试验对岩体参数评价的局限性以及在整体模型计算中参数选取的任意性。

开滦赵各庄矿断裂滞后突水数值仿真模拟

针对开滦赵各庄矿 13水平 (- 110 0m)F8断层破碎带穿越的首采区的安全回采评价问题 ,通过现场地应力实测、室内不同含水量情况下的断裂带物质的单轴、三轴常规和流变力学试验以及反演所确定的力学参数 ,对其进行弹塑性三维可视化数值仿真模拟 ,深刻地阐述了其弱化机理和主要控制因素 ,提出了煤层底板断裂构造突水时间弱化效应的新概念 ,并对不同水压、不同时效阶段条件下赵各庄矿 13水平首采区的安全回采方案作出了预测评价 .

基于数值模拟仿真技术的水生态景观规划设计探索

近年,水生态景观的建设性破坏现象与问题层出不穷。如何协调水生态景观复杂系统中并存的水利安全、生态安全和景观需求引发了业界的广泛思考。从水环境特点及其评价因子入手,提出基于数值模拟仿真技术的水生态景观规划设计方法。该方法能够借助计算机模拟技术建立起水景观物理形态与其内在生态特征的动态关系,并通过设计—分析—评价—再设计的循环设计路径,实现多方案比选,提高水生态景观规划设计的科学性和合理性,并进一步促进其多目标融合。结合2个实践案例,对基于数值模拟仿真技术的水生态景观规划设计原理、流程和工具予以阐释,为水生态景观规划设计提供了新思路。

二次受力下绿色纤维增强水泥基复合材料加固RC梁抗弯性能数值仿真模拟

利用回收胎圈钢丝通过机械截断、摩擦剥离橡胶等自动化工序制成绿色纤维与C40混凝土组合形成绿色纤维增强水泥基复合材料,可应用于混凝土结构加固补强。此种材料既能促进建筑业可持续发展,也能为我国“碳达峰”、“碳中和”战略目标的实现提供有效途径。使用增大截面法对二次受力情况下的RC梁进行加固,利用ABAQUS有限元软件对采用不同加固材料的RC梁进行数值仿真模拟。通过对5根RC梁进行数值模拟分析,分别得出试件的应力分布云图、损伤云图及荷载-挠度曲线。结果表明,增大截面法能够有效提高RC梁的刚度和极限承载力,加固层掺入纤维不但可以增强加固层与原梁的黏结效果,还能有效抑制裂缝,确保加固梁的整体性。而当体积掺率为1.5%时,绿色纤维较普通纤维加固效果更明显。当绿色纤维的体积掺率降低至1.0%时,梁的加固效果明显降低了,体积掺率提升至2.0%时,加固效果提升不明显,且延性略微降低。

叶轮式流体机械基于数值模拟仿真软件的应用分析

为了研究数值模拟仿真软件在流体机械工程设计中的应用,本文选取9-26-8D型离心通风机为研究对象,首先通过建立叶轮部件的有限元模型对固体强度进行数值计算;然后对风机特性参数和内部流场进行数值模拟分析。数值模拟仿真计算分析结果不仅具有比较高的精度,还能够获得直观的应力分布云图以及内部流场云图。在传统理论公式计算基础之上,深入加强数值模拟仿真软件技术在叶轮式流体机械工程设计中的应用是实用有效的综合性方法,为进一步在优化设计方面展开研究提供了必要的计算基础。

基于CFD方法的飞行器尾流场空间分布模拟仿真

飞行器尾流场空间分布规律对研究飞机编队飞行安全性具有重要的意义。通过计算流体动力学数值模拟计算方法,研究了典型常规布局飞机在定直平飞、中等迎角条件下尾流场中发动机喷流、机翼翼尖涡流和机身附面层脱落对中远距离区域尾流场物理参数空间分布规律、尾流场主导特征和尾流场空间扰动特性的影响。研究结果表明:尾流场空间由发动机喷流及翼尖涡流主导且同侧发动机喷流相互诱导,飞机基准水平面以下尾流场具有典型的突风空间扰动特性,基准水平面以上区域尾流场则紊流空间扰动特性明显。

隧道结构病害处治数值仿真模拟

隧道病害处治是一种高风险的特殊施工,不允许失败而再次处治.从数值模拟的角度,以海南大茅隧道右洞结构病害处治为工程实例,针对隧道结构病害处治预案,进行了隧道开挖、支护、产生结构病害及病害处治全过程的仿真分析,进而评价其处治效果,并提出合理建议.提供了一种评价病害处治措施的有效途径.

FLAC在隧道开挖建造过程数值仿真模拟

本文结合具体的一项工程,运用三维快速拉格朗日差分分析计算软件FLAC-3D建立一个隧道的计算模型,采用Mohr-Coulomb Elastic-Plastic Model,对隧道的开挖建造过程进行数值仿真模拟计算研究,从而可以得到隧道建造开挖不同过程的应力、变形位移等规律,以此给予一个较好的模拟过程,通过研究结果为隧道设计以及之后的施工给予一定的参考意义和依据,使得工程建设更加安全、经济、合理。

基于数值模拟仿真的PM_(2.5)切割器校准装置的研制

采用数值模拟仿真的方法,研制了PM_(2.5)切割器的校准装置进行了研究。首先建模分析PM_(2.5)计量校准装置,并基于流体力学的原理模拟大气颗粒物在计量装置内的运动,采用FLUENT流体分析软件对校准装置的流场特性进行仿真,并探讨温度、颗粒粒径、颗粒数量和空气流速对PM_(2.5)切割器校准装置中颗粒逃逸效率的影响规律。结果表明,本项目设计的PM_(2.5)切割器校准装置能满足设计需求,并通过模拟仿真方法初步实现了PM_(2.5)切割器校准装置性能的优化与评估。

污染物传输的两区非平衡吸附数值仿真模型

考虑不可动水和污染物的非平衡吸附特性以及微生物降解等因素,建立了土壤-水环境中污染物运移的两区非平衡吸附模型。基于自行编制的有限差分程序给出了二维仿真算例,模拟了农药等污染物在土壤-水环境中的运移过程,探讨了在不可动水和非平衡吸附影响下土壤中各相浓度分配的规律。模拟结果表明:土壤各相的浓度变化并不同步。可动水相浓度变化最快,对浓度分布起主导作用;不可动水次之;可动区吸附相浓度变化存在明显的滞后现象;而不可动区吸附相浓度变化最为缓慢,滞后现象最为明显。

油辣椒固液混合多相流灌装的数值模拟

以油辣椒固液混合多相流的灌装过程作为研究对象,采用流体力学仿真软件Fluent软件对其灌装进行数值模拟仿真,主要研究在灌装机构中物料所占体积分数不同,对灌装过程中的流场分布的影响。数值模拟仿真结果表明,在整个灌装机构中,不同菜籽油体积分数的油辣椒固液混合多相流,随着菜籽油体积分数的增加,混合流体的流动性有所改善,密度均匀性变好,高密度和低密度区域明显减少,菜籽油增加了混合流体的流动性,特别是管道内壁,减少了高密度聚集,为油辣椒的灌装过程研究提供理论依据。

阳宗隧道试验段动态开挖过程的数值模拟研究

根据昆明—石林高速公路阳宗隧道S5型支护衬砌设计优化调整方案和XK38+926断面现场监控量测数据,进行位移反分析,得到计算所需的围岩弹性模量E和侧压力系数K_0;然后运用有限元方法,对其试验洞段上下台阶开挖动态施工过程进行仿真数值模拟研究,从而反馈调整和指导施工。