基于三维有限元的热基镀锌气刀流场仿真

汽车、家电、建筑等领域的高速发展对无花镀锌板的锌层厚度及表面质量提出了更高的要求。气刀是控制镀锌板锌层厚度及表面质量的重要手段之一,而目前基本依靠现场工作经验对气刀进行实时调控,效率较低。本文基于有限元仿真方法,针对某钢厂热基镀锌线气刀,进行了气刀吹锌过程流场仿真分析。对气刀喷吹压力、气刀距离(距带钢)、带钢速度三种关键工艺参数进行了多工况仿真分析,得到了单一变量下的带钢表面剪切应力、带钢表面压力横向分布变化规律,研究分析了三种关键工艺参数对气刀刮锌能力的影响。研究表明:带钢表面压力及剪切应力与气刀压力呈正相关线性关系,气刀刮锌能力也随着气刀喷吹压力的增大呈线性增加;带钢表面压力及剪切应力与气刀距带钢距离呈负相关关系,当气刀距离在8~13 mm时,气刀距带钢距离对气刀刮锌能力影响较小,当距离大于13 mm时,气刀刮锌能力开始迅速减小,带钢速度对气刀刮锌能力无明显影响。

采空区风流移动规律的数值模拟与可视化显示

采用有限元计算机数值模拟 ,结合图形显示技术 ,深入研究了采煤工作面采空区的风流移动规律及计算问题 ,求解了二维定常流场方程 ,并以图形方式绘出风压分布等值线和流线 ,迅速直观地反映出采空区流场风压的分布和风流流动状况 .重点讨论了工作面向采空区漏风的入、出变化情况 ,得到工作面漏向采空区的风量 qL 与工作面风量Q的关系 qL=aQ2 .

土工膜防渗平原水库膜下气场数值模拟

以多相孔隙介质理论为基础推导了考虑孔隙中水气二相流的非饱和土固结理论方程,在一定的简化假设基础上编写了相应的有限元耦合计算程序。针对某土工膜全库盆防渗的平原水库进行了不同地下水位与库水位组合方案的三维有限元计算,通过整理库底和过渡平台两处膜下气压与地下水位及库水位变化关系曲线分析了土工膜下气压变化规律。计算结果表明:地下水位快速上升会引起膜下气压迅速增大,使得土工膜的气胀成为可能;当地下水位与土工膜间距小于1m时,膜下气压会随着库水位上升迅速增大。

五孔测针标定曲线数学模型的计算机控制

由于三维流场测试工作及计算量繁重 ,采用传感技术实现三维流场的自动测试 ,计算机选出最优拟合曲线与实测数据相比较 ,因而达到测试三维流场风流目的。利用回归分析原理 ,将感压元件五孔测针的一系列标定曲线建立了相应的数学模型 ,采用MATLAB语言 ,实现了对标定曲线的拟合 ,用PLOT函数实现了对拟合标定曲线的自动绘制。同时考虑高次多项式 (拟合次数n >10 )易出现振荡的特点 ,故在拟合次数n从 1～ 10可能拟合多项式中 ,选出最优多项式。通过数学模型的应用实现了由计算机控制 ,从而为有效利用传感技术对三维流场的自动化测试提供了可能性。

自燃采空区风流场、温度场及热力风压场的计算机模拟

应用质量守恒、能量守恒、多孔介质流体动力学、对流传热传质、采场通风与防火等理论，并在建立采空区非稳态风流场、温度场及热力风压场数学模型的基础上，通过热力风压场的求解，将风流场和温度场有机地联系起来．利用有限单元法进行数值分析，编制计算机程序解算采空区自燃时的漏风流动状况及温度场和热力风压场的分布．

三维流场测定中五孔测针标定曲线的数学模型

分析了五孔测针标定曲线存在的问题 ,在最小二乘法基础上 ,建立了标定曲线的数学模型 ,完成了标定曲线的最优拟合 ,为三维流场的准确、自动测试奠定了理论基础。

基于数值模拟的睡眠呼吸检测仪设计及其气道优化分析

针对市面上睡眠呼吸检测仪的气流进气道检测数据失真的情况,本文设计一种便携式睡眠呼吸检测仪,并由实验分析出检测位置的最优值范围。首先建立气道内压力流量优化模型,采用模块化结构方法进行系统方案设计,硬件部分通过单片机及传感器进行呼吸信号的采集分析,软件部分以KeilμVision作为开发平台实现数据的处理存储及显示,同时基于有限元数值模拟方法对气道进行实验研究,分析4个不同等径距的检测位置对系统检测的影响,研究结果发现检测位置后置时受到气流压降影响较小且流动稳态恢复过程较快,系统对呼吸信号检测效果最佳,为后续呼吸检测仪的气道结构设计提供了优化前景。