基于Fluent仿真软件的滩地植被作用下复式河道水动力特性的精细化数值模拟

为研究浅滩植被对复式河道水动力特性的影响,了解植被作用下滩槽间水流动量交换的影响机制,利用Fluent流体力学仿真软件,选取标准的k-ε湍流模型封闭雷诺方程,对浅滩植被作用下的复式明渠内的流体运动特征进行精细化模拟,分析了不同淹没高度、不同流量条件下滩地植被对复式断面明渠的水流速度、湍流动能及断面二次流变化的影响。结果表明:受植被的影响,植物区计算主流速度的垂向分布不再呈对数分布,而呈现准S型的分布;相对无植被的工况,植物区内主流流速减小,随着滩地植被高度的增加,植物带的内部与上部区域主流速度减小,而主槽内主流流速相应增大,说明植物的存在对滩地区域的水流产生明显的阻碍作用,使断面主流向河道主槽内转移,植物的存在也对横向速度产生较强的扰动,能够促使断面二次流的形成;植物顶端附近的湍流动能变化较大,随着浅滩植被高度的增加,植被和水流交界处的湍流动能最大值也发生相应的变化,说明在植被顶端存在较大的动能交换;随着入流流量的增加,断面主流速度呈增大趋势,各测点湍流动能沿水深方向的幅值也相应增大。研究表明,Fluent流体力学仿真软件能够较好地精细化模拟滩地植被对复式河道水动力特性的影响,其计算结果可为河流防洪工程、河道浅滩整治及生态护岸等工程的实施提供科学依据。

应用Fluent软件对高速催泪弹射流仿真研究

当在公共场所一线执法或者执勤人员周边6~10 m内发生暴力袭击时,亟需一种可以直接作用在单体目标又不会产生过度伤害的“非致命性”武器弹药高速催泪弹。为达到刺激性液体喷射6~10 m的距离,通过Fluent软件对高速催泪弹喷嘴喷射刺激性液体射流的外弹道特征进行数值模拟仿真研究,制备高速催泪弹进行喷射性能试验。试验结果表明高速催泪弹喷射距离达到使用要求,与数值模拟仿真结果一致。高速催泪弹仿真研究与试验达到了近距离拒止、抓捕、制伏暴乱分子的目的,也为该类型的非致命液体射流定向能弹药的研发提供依据。

基于三维可视化控制技术的医学护理科普仿真实训软件的设计与开发

传统的医学护理训练成本高、时间长、反馈慢,随着人工智能与虚实结合技术的成熟,为了便于医护人员为病人提供照顾和治疗等支持工作,以及社会大众群体掌握基本的医疗护理知识与对应医疗器材的使用方法,设计并开发了基于三维可视化控制技术的医学护理科普仿真实训软件。软件主要采用Unity引擎开发,融合人工智能机器学习算法实现训练数据、训练方法和训练评测的优化,在PC、Web、VR等载体上实现了观察病情、协助治疗、检测治疗效果等医学护理仿真训练。通过人机交互、关键操作点提示、穿插问答等方式,使学生能够熟知护理流程,实时的三维互动有利于激发学生自主学习、科普认知和主动学习的兴趣和习惯,在大大降低成本的基础上提高了医学护理科普学习的质量和效果。

多软件仿真技术在“电机及拖动基础”实验实训课程教学中的应用

随着现代教育技术的发展,虚拟仿真技术在“电机及拖动基础”实验课程教学扮演着日益重要的角色。为了更好完成教学目的,利用硬件电机实验平台和多软件仿真平台技术进行电机实验课程的实物运行和虚拟仿真,将实验室的电机及电气技术硬件实验平台与电工技能与实训仿真软件、维修电工综合技能仿真软件、电工仿真软件及MATLAB仿真软件进行结合,共同开展“电机及拖动基础”实验实训课程教学,通过实物实验培养学生实际电路的接线和操作能力,锻炼学生处理实际电路故障问题的能力,通过多软件仿真平台实验培养学生的电路分析和设计搭建能力,运行结果分析和数据处理能力,激发了学生的学习兴趣,实验课程不完全受上课地点和时间的限制,能够实现学生课外灵活就地安排进行电机仿真实验,提高了学生的实践动手能力和灵活思考能力,降低了实验室的设备损耗,提高了实验效率和准确性,提高了实验的安全性及灵活性。

铁路长大隧道横向贯通精度预计仿真计算软件设计

目前隧道横向贯通精度预计方法仅考虑方向、距离观测误差的影响,而忽视平面控制测量过程中其他多源观测误差以及测量网形等因素的影响,其结果往往与实测结果偏差较大。为了准确高效地预计长大隧道横向贯通精度,首先全面分析洞内外控制测量与进洞联系测量中测角误差、测距误差、方位角误差与对中误差等对横向贯通误差预计结果的影响,再基于影响因素的分析结果,分别进行软件的需求分析、结构设计、功能设计与业务流程设计,利用计算机模拟仿真方法设计一套顾及多源观测误差影响的横向贯通精度预计仿真计算软件。经工程验证,该软件可获得综合影响下的横向贯通误差预计结果,并可应用于隧道平面控制测量方案的设计及优化。

一种国产CAN总线监控分析仿真软件的应用介绍

当前CAN总线已经成为汽车上广泛的车内网通讯技术,整车企业绝大多数都是使用Vector公司的CANoe软件进行开发。国内企业开发了国产自主的总线仿真软件,在大部分使用场景下能够实现对CANoe的替代,具备CAN总线开发、仿真、监控、记录、回放等功能。

基于Proteus仿真软件的双电压源电路分析研究

电工电子技术是一门专业基础课,由于该课程理论性过强,对职业技术学院的学生,学习有困难。要怎样破解难题,提高学习效率呢?本文用学生身边常见的双电压源为例,通过Proteus电路仿真软件,以不同的方法进行仿真分析,加强知识理解,让学生从做中学、学中做。

基于有限元自主仿真软件的教学创新研究

随着数字化建设的不断推进,计算机辅助工程(Computer Aided Engineering, CAE)在各领域的应用也愈发广泛,将CAE仿真技术引入课堂,以数字化教学模式培养新时代具有创新能力的复合型人才已经成为教育发展的必然趋势。国外商用有限元仿真软件存在操作烦琐,无仿真基础学生一时难以上手等问题。国产自主开发的有限元仿真软件配有众多应用接口,凭借其操作简单、功能完善等优势脱颖而出,为CAE仿真与课堂教学的结合注入全新的活力。

基于Fluent流体传热仿真的毛细管风道设计优化

针对毛细管冷却风道内分离段毛细管柱轴向散热不均匀问题,设计一种变截面送风道。利用Fluent仿真软件对风道设计过程进行建模和数值模拟,优化改进风道冲击角、出入口形状与风道长度尺寸等参数,并通过对风道出风口风速与风道内柱面温度的实测验证设计的可靠性。结果表明:毛细管冷却风道经优化后,出风口的风速更加均匀,柱面轴向温差减小,温度均匀性得到改善。仿真结果较好地拟合了实验结果,4个出风口的风速在10.38~10.67m·s^(-1),柱面温差缩小至±1℃以内。优化后的毛细管冷却风道设计对提升分离段冷却效率具有指导意义。

斜坡式重力储能系统机械与电气联合仿真的多软件协同建模方法

重力储能具有安全性高、成本低、寿命长、存储能量无衰减、建设周期短及环境友好等优势。其中,斜坡式重力储能可以利用山体自然落差降低建设成本,并减少占用平地资源,是长时大容量储能领域的重要前瞻性技术之一。然而,斜坡式重力储能系统具有机械与电气动态高度耦合的特点,现有仿真模型难以完整描述其动态特性。针对该问题,本工作提出了一种斜坡式重力储能系统机械与电气联合仿真的多软件协同建模方法。首先,采用三维机械设计软件Solidworks建立包括斜坡、轨道、载重小车和质量块的机械系统框架模型;然后,将Solidworks中建立的模型导入多体动力学仿真软件Adams,并建立载重小车与链传动机构的联系,获得机械系统完整模型;最后,将Adams中的机械模型导入Simulink,并建立与电气模型的联系,从而获得机电联合仿真模型。将所提出的多软件协同仿真模型与Simulink独立仿真模型,在电网正常和异常工况下分别进行仿真对比,结果表明多软件协同仿真模型能够更加全面地描述斜坡式重力储能系统的动态特性。因此,多软件协同仿真模型能够更好地支撑对斜坡式重力储能的功率特性分析、安全性评估和机械参数优化设计等工作。

基于舰艇运动状态的惯性导航系统仿真软件设计

舰艇惯性导航系统的工作性能,尤其是导航误差,与舰艇的运动有关。为便于开展舰艇运动状态对惯性导航系统误差影响的研究,设计了一套基于舰艇运动状态为激励输入的舰艇惯性导航系统仿真软件。对仿真系统的结构组成、舰艇运动状态仿真的架构原理和舰艇运动状态信息至惯导敏感信息的转换流程进行了设计,详细介绍了仿真软件的功能组成和设计使用,分析可知,在给定仿真参数的情况下,可以输出导航参数及导航误差。设计的仿真软件对研究受舰艇运动状态影响的惯导系统动态性能误差具有参考价值。

基于Fluent的超重力场煤泥浮前脱泥设备结构内部流场仿真模拟

研发一种新型超重力场煤泥水浮选前脱泥设备,通过Fluent软件对影响设备脱泥效果的五单因素即沉降槽板角度、沉降槽板上下比例、沉降槽板槽深、沉降槽板半径及排料挡板角度进行模拟仿真得出最佳的结构尺寸,结果表明:沉降槽板角度为45°,沉降槽板上下比例为1∶3,沉降槽板槽深为3cm,沉降槽板半径为13cm,排料挡板角度为60°时,设备具有较好的脱泥效果。

球形靶试验虚拟仿真软件设计与开发

靶场试验是评定弹丸性能的重要手段,但由于试验过程危险性高、试验成本高,导致兵器类专业试验教学中靶场试验不易开展。该文以球形靶试验为例,提出一种基于虚拟仿真技术实现球形靶试验过程的方法,以国军标中球形靶试验方法为依据,梳理球形靶试验理论计算模型,使用Unity3D、MySQL、3ds MAX和VS2019等软件,开发球形靶试验虚拟仿真软件,并以某杀爆弹为例,进行演示和验证。结果表明,所提方法能够模拟再现球形靶试验的过程,场景逼真,为靶场试验或专业教学提供参考。

星载嵌入式软件全数字仿真开发验证平台

为了应对当前航天器软件功能日趋复杂与软件研制周期短、对软件可靠性和安全性要求高的矛盾,同时为了满足国产化自主可控的需求,在国产Linux操作系统下,以QEMU的SPARC V8指令集模拟器为基础,解决了SOC2012片内外设与A6017仿真等关键问题,搭建了一种星载嵌入式软件全数字仿真开发验证平台;提出了通过共享内存解决方案,提高QEMU指令集仿真内核对外围IO空间读写仿真效率;该平台已经用于某卫星型号控制分系统软件和星务软件测试,相较于基于硬件的测试平台,该平台具有更好的可重用性和快速搭建性,能够大大降低硬件测试的风险和成本,同时具备更强的可控性以及更丰富的调试和测试手段。

基于Python的航空发动机燃油热管理仿真软件开发

针对航空发动机综合热管理系统不断提升的仿真需求,利用Python编程语言开发了航空发动机燃油热管理仿真软件。首先,基于工程热力学和流体力学原理,建立了常见燃油系统部件(如管路、泵和换热器等)的数学模型。其次,采用PyQt库进行了图形用户界面的设计,包括组件区、仿真区和计算显示区等;同时建立了Graphics View仿真框架,并设计了元件类和线条类分别表示部件及其关系,实现了对燃油系统的交互式仿真;此外,建立代表部件数学模型的计算类以进行数值仿真计算。最后,搭建了简化的燃油回路模型并进行仿真分析,验证了软件的有效性。

用图形化编程软件开展火箭发射仿真实验

本研究应用图形化编程软件开展火箭发射的仿真实验。火箭的运动过程遵循万有引力定律和牛顿第二定律,在保证真实的基础上在软件中呈现比例缩放后的火箭的运动轨迹;在火箭进入椭圆轨道后,加入了可控制火箭的按钮,学生可控制火箭进行变轨动作进入新的轨道。发挥小学科学“运动和力”单元课程资源的作用,可以满足学生对难以在地面上进行火箭的操作、体验、探究和实践的需求。

基于Fluent软件的教学楼室内风环境模拟及优化分析

文章采用计算流体动力学(computational fluiddynamics,CFD)进行模拟,针对夏热冬冷地区的教学楼进行夏季室内风环境模拟,分析在上下课两种模拟工况下的室内风环境,在自然通风与机械通风条件下,研究室内墙体与门窗对室内风环境的影响。经过优化,两种工况下的室内风环境都有显著改善,尤其是北侧大教室由风速停滞优化为空气对流。通过研究过程及结果,旨在为室内设计提供相关参考,促进室内风环境改善。

基于Fluent仿真的宽幅路面排水路径长度与水膜厚度研究

与普通整体式双向四车道或六车道高速公路相比,八车道及以上宽幅高速公路具有路幅宽、流量大、排水时间长等特点,在强降雨条件下易出现路面积水。通过对同一降雨量下的S型曲线超高缓和段宽幅道路工况进行Fluent模拟,研究在不同路幅宽度、纵坡、横坡、超高渐变率下最大排水路径长度及内侧行车道水膜厚度分布的变化规律,分析线形指标对径流长度与水膜厚度影响。研究结果表明,提高超高渐变率有利于降低最大排水路径长度及行车道内侧水膜厚度;增大纵坡有利于降低行车道内侧水膜厚度,但会导致最大排水路径长度大大增加;路幅宽度增加会导致最大排水路径长度、行车道内侧水膜厚度均增大。SPSS线性回归分析结果表明,纵坡对最大排水路径、行车道内侧水膜厚度的影响最大,超高渐变率对最大排水路径、行车道内侧水膜厚度的影响最小。在宽幅超高缓和段设计过程中,仅调整线性指标组合无法使道路满足强降雨天气下的行车安全需求,建议采取特殊排水措施以降低行车风险。

舞台灯光仿真软件在灯光设计中的应用探索

目的:文章旨在深入探讨舞台灯光仿真软件在灯光设计领域的应用,通过科技手段提升灯光设计的效率和精确度,同时减少后期制作过程中因设计不当导致的技术调整,为舞台演艺的视觉效果提供坚实的技术支撑。方法:文章首先概述舞台灯光仿真软件的发展背景,强调其在现代舞台灯光设计中的重要性。然后分析当前主流的几款舞台灯光仿真软件,包括WYSIWYG、L8、Depence r3以及UE5等,阐述它们在建模、光效模拟、离线编程等方面的具体功能和优势。这些软件通过数字化的三维空间,使灯光设计师能够在仿真环境中对舞台灯光进行全方位的预览和调整,从而实现“所见即所得”的设计效果。同时,文章介绍这些软件在模拟舞台烟雾、特效风机、舞台机械以及摄像机等辅助设备方面的卓越表现,进一步提升设计的真实性和全面性。结果:舞台灯光仿真软件的应用能够显著提高灯光设计的效率和质量。设计师可以在仿真环境下预览灯光效果,调整灯具配置和灯光效果,并与导演、表演、美术等相关人员协商确定最终设计方案。此外,离线编程技术的应用能够大幅提升剧场演出空间的使用效率,降低演出成本。结论:舞台灯光仿真软件已成为现代舞台灯光设计中不可或缺的工具,不仅能提高设计的效率和准确性,还能促进舞台灯光技术创新发展。未来,随着技术的不断进步,舞台灯光仿真软件将在演艺设计中发挥更重要的作用。

现代控制理论教学中仿真软件的应用研究

文章主要探讨在现代控制理论教学中应用仿真软件的重要性和应用方式。首先,介绍了现代控制理论的基本概念和原理,以及其在工程领域中的应用。其次,探讨了传统教学方法存在的局限性,如存在理论与实践脱节、实验设备成本高等问题。然后,分析了仿真软件在现代控制理论教学中的优势,如能够提供真实的工程场景、灵活性高、成本低等。最后,详细阐述了仿真软件在现代控制理论教学中的应用,包括仿真实验的设计与实施、参数调节与优化、系统性能分析等方面。文章旨在提高学生的实践能力和理论应用水平,为他们今后的工程实践奠定坚实的基础。