检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2025年第5期46卷 84-105页

作者：杨超邹志诚谢长川安朝胡存佚北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学国际创新研究院杭州311115 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

以气动弹性计算为代表的多学科耦合计算中,结构变形会带来流体求解域的变形,需要发展一种通用性好、计算效率高、适用性强的动网格技术以满足气动力的求解需求。基于径向基函数(RBF)插值法的动网格技术具有较强的变形网格生成能力,适用... 详细信息

以气动弹性计算为代表的多学科耦合计算中,结构变形会带来流体求解域的变形,需要发展一种通用性好、计算效率高、适用性强的动网格技术以满足气动力的求解需求。基于径向基函数(RBF)插值法的动网格技术具有较强的变形网格生成能力,适用于任意类型的变形网格计算,被认为是一种具有较好应用前景的动网格方法。介绍了基于RBF的动网格技术基本理论,分析了RBF方法的基函数与紧支半径选取方案,对基于RBF的动网格技术的加速算法、精度提升方法的研究进展进行了整理,梳理了基于RBF的混合动网格技术。最后对目前气动弹性计算中基于RBF的动网格技术研究现状与发展前景做了简要总结。

关键词：径向基函数气动弹性插值动网格计算效率

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基于动网格技术的CMT-WAAM熔池温度场与流场数值模拟

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天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2025年第2期58卷 147-156页

作者：申俊琦张帆胡绳荪耿辉天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市现代连接技术重点实验室天津300350

针对基于冷金属过渡(CMT)技术的镁合金摆动电弧增材制造(WAAM)过程,采用流体体积(VOF)法和动网格(DM)技术建立了分别考虑熔滴和熔池受力情况的三维瞬态数值模型,研究了熔滴过渡和熔池流动过程中的温度场和速度场变化.结果表明,相应试验... 详细信息

针对基于冷金属过渡(CMT)技术的镁合金摆动电弧增材制造(WAAM)过程,采用流体体积(VOF)法和动网格(DM)技术建立了分别考虑熔滴和熔池受力情况的三维瞬态数值模型,研究了熔滴过渡和熔池流动过程中的温度场和速度场变化.结果表明,相应试验结果验证了所建立数值模型的有效性,熔池和熔滴尺寸参数模拟的误差均在10%之内.在CMT-WAAM开始阶段,基板表面和焊丝在电弧热作用下熔化分别形成熔池和熔滴.在焊丝向熔池送进过程中,熔滴不断长大,并在表面张力作用下长成球形.熔滴金属的热量主要通过热传导的形式向熔池传递,熔池最高温度随着熔滴金属的过渡而升高,熔池最高温度可达2100.0K;随着焊丝的回抽,熔池最高温度降低至1763.6K.随着焊丝向熔池送进,熔滴的最大速度从1.87 m/s逐渐减小到1.07 m/s,而熔池的最大速度仅为0.87 m/s.当熔滴金属前端与熔池发生接触后,液态金属的最大速度可达到4.21 m/s;随着焊丝的机械回抽,液态金属的最大速度在1.69~4.90 m/s范围内波动.当熔滴与熔池接触发生短路时,熔滴金属从熔池表面流向熔池底部和熔池两侧,增强了对熔池底部和熔池两侧的搅拌作用,使得熔池体积增加;当熔滴从焊丝端部脱离后,熔池中液态金属从熔池底部流向熔池表面和熔池两侧,熔池温度和流体速度随之降低,从而减缓了熔池体积的增加.此外,熔池自由表面在摆动电弧作用下呈现波浪式变形.

关键词：动网格电弧增材制造熔滴过渡熔池流动数值模拟

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基于COMSOL动网格的电磁轨道炮动态电磁特性仿真

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强激光与粒子束 2025年第1期37卷 26-32页

作者：闫林波何欣波魏兵杨谦李林茜西安电子科技大学物理学院西安710071 复杂环境光电信息感知教育部重点实验室西安710071

精确、快速求解电磁轨道炮电磁特性,对于电磁轨道炮动态特性研究和可靠性设计具有重要意义。基于COMSOL动网格功能,提出一种新的网格划分形式—滑移网格+动网格划分。对电枢区域及枢轨接触的轨道部分进行滑移网格划分,对于其余轨道部分... 详细信息

精确、快速求解电磁轨道炮电磁特性,对于电磁轨道炮动态特性研究和可靠性设计具有重要意义。基于COMSOL动网格功能,提出一种新的网格划分形式—滑移网格+动网格划分。对电枢区域及枢轨接触的轨道部分进行滑移网格划分,对于其余轨道部分进行动网格划分。这种划分方式不但能解决“静网格”计算准确性低(粗网格)与计算复杂度高(细网格)的问题,也能准确求解瞬态以及快速移动的模型的动态电磁特性。采用脉冲激励电流对所建立的电磁轨道炮模型进行仿真分析。比较了三种静网格与本文提出的网格划分方式的计算时间、计算单元个数。并对不同网格划分方式对于电枢运动速度、电枢中心位置处电流密度分布的仿真结果进行比较,数值计算结果证明了所提出的网格划分方式的有效性与高效性。

关键词：电磁轨道炮全局微分方程动网格电流扩散激励电流

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基于动网格技术的水动力旋转喷雾降尘装置性能分析

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工程设计学报 2025年第2期32卷 240-251页

作者：关维娟陈清华王德俊江丙友许曾生安徽理工大学数学与大数据学院安徽淮南232001 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) 安徽芜湖241003 安徽理工大学矿山智能装备与技术安徽省重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学工业粉尘防控与职业安全健康教育部重点实验室安徽淮南232001

水动力旋转喷雾降尘装置具有仅需水动力驱动、雾化效果好等优点,在煤矿井下工作面得到广泛应用。为了实现安全、精准、高效降尘,基于动网格技术对其性能进行了系统分析。采用DesignModeler软件建立了降尘装置三维模型,采用动网格技术分... 详细信息

水动力旋转喷雾降尘装置具有仅需水动力驱动、雾化效果好等优点,在煤矿井下工作面得到广泛应用。为了实现安全、精准、高效降尘,基于动网格技术对其性能进行了系统分析。采用DesignModeler软件建立了降尘装置三维模型,采用动网格技术分析了水轴出口角度对水流出口速度和水轴转速的影响规律,并基于UDF(userdefined function,用户自定义函数)编程技术和VOF(volume of fluid method,流体体积法)模型,分析了降尘装置混合出口处的雾粒轴向速度和风流进口处的风流轴向速度随水轴出口角度的变化规律。结果表明:随着水轴出口角度的增大,水流最大出口速度从63.19 m/s减小到24.97 m/s,水轴转速逐步增大到1786.4 r/min;雾粒最大轴向速度从39.178 m/s减小到10.637 m/s,后增大到12.854 m/s,最后减小到8.014 m/s,速度均匀性先增强后减弱;风流最大轴向速度从0.804 m/s增大到1.524 m/s,后减小到1.272 m/s,速度均匀性先基本不变后减弱;当水轴出口角度为45°时,降尘装置的雾化性能最佳。搭建了水轴转速和风流轴向速度测试平台,通过实验验证了仿真结果的正确性。将降尘装置进行了现场应用,结果表明,采用水动力旋转喷雾降尘装置后,转载机进料口区域总粉尘和呼吸性粉尘的降尘率有了明显提高,均达到了75%以上,其中工人作业处的呼吸性粉尘质量浓度降到6.31 mg/m^(3)。研究结果为创建安全、健康、绿色的煤矿生产环境提供了新思路。

关键词：旋转喷雾动网格数值模拟负压除尘降尘效率

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面向混合单元动网格计算的雅可比弹簧法

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宇航学报 2025年第3期46卷 519-531页

作者：杨帆杨梦瑶江中正陈丽华李旭东陈伟芳浙江大学航空航天学院杭州310027 北京航天长征飞行器研究所北京100076 浣江实验室先进飞行器研究中心诸暨311800

作为最常用的动网格变形方法之一,弹簧法被广泛应用于变体飞行器的变形、气动弹性、多体分离等非定常工程问题的计算。常用的弹簧法刚度系数由线弹簧刚度和扭转弹簧刚度线性叠加组成,但当网格几何尺寸较小时,扭转弹簧刚度远小于线弹簧刚... 详细信息

作为最常用的动网格变形方法之一,弹簧法被广泛应用于变体飞行器的变形、气动弹性、多体分离等非定常工程问题的计算。常用的弹簧法刚度系数由线弹簧刚度和扭转弹簧刚度线性叠加组成,但当网格几何尺寸较小时,扭转弹簧刚度远小于线弹簧刚度,导致计算时会忽略扭转弹簧刚度对网格变形能力的影响。此外,扭转弹簧刚度公式包含网格面三角形顶角参数,只适用于三角形网格面,无法适用于包含四边形网格面的混合网格变形计算。为了兼顾动网格变形能力的鲁棒性和多种混合网格单元的适配性,引入雅可比参数替代原来扭转弹簧刚度系数中的三角形网格面顶角正弦值,并采用均值不等式改进雅可比参数计算公式,增大狭长网格单元的刚度,从而增强网格变形量分布的合理性以及减少网格边长度不均匀性对网格变形的影响。进一步改进线弹簧和扭转弹簧的组合刚度系数计算公式,以避免在网格几何尺寸较小的条件下忽略扭转弹簧刚度对动网格变形能力的影响。通过改进传统弹簧法提出雅可比弹簧法,并对矩形平动、翼形转动、DLR-F4机翼变形和半球头部变形进行了计算。计算结果表明:相比传统弹簧法,改进后的动网格弹簧方法能够用于混合网格变形计算,并有效提高了变形能力和变形后的网格质量。

关键词：动网格网格变形混合网格弹簧法雅可比法

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基于动网格技术的推舟式连续石墨提纯炉内工况数值模拟

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炭素技术 2025年

作者：李旗锋陈雄姿林源吴建戴煜南昌大学物理与材料学院南昌大学国际材料创新研究院湖南顶立科技股份有限公司

连续式石墨提纯炉具有自动化程度高、生产周期短等优点，但这种高温设备在工作时炉内温场难以监测，工艺研发成本高。为了深入了解物料在炉内运动过程的温变规律，优化连续石墨提纯生产工艺，本文以一种新型推舟式连续石墨提纯炉为研究... 详细信息

连续式石墨提纯炉具有自动化程度高、生产周期短等优点，但这种高温设备在工作时炉内温场难以监测，工艺研发成本高。为了深入了解物料在炉内运动过程的温变规律，优化连续石墨提纯生产工艺，本文以一种新型推舟式连续石墨提纯炉为研究背景，采用ANSYS有限元模拟，首次运用动网格技术建立了连续式石墨提纯炉低温电阻加热区域数学模型，研究了炉内物料随时间变化不断深入炉膛的实时换热情况，以及不同参数对物料温升的影响。结果表明:物料行进加热过程中存在弧形温度梯度，各层物料温度存在差异，最底层物料升温效果最好;当装载体积为0.0072 m3，推舟速度为1.0 mm/s时，物料温升效果最好;进气速度对物料温升影响程度很低。

关键词： ANSYS有限元模拟动网格石墨粉连续式提纯炉提纯

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基于动网格技术的推舟式连续石墨提纯炉内工况数值模拟

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炭素技术 2025年第03期 15-23页

作者：李旗锋陈雄姿林源吴建戴煜南昌大学物理与材料学院南昌大学国际材料创新研究院湖南顶立科技股份有限公司

连续式石墨提纯炉具有自动化程度高、生产周期短等优点，但这种高温设备在工作时炉内温场难以监测，工艺研发成本高。为了深入了解物料在炉内运动过程的温变规律，优化连续石墨提纯生产工艺，本文以一种新型推舟式连续石墨提纯炉为研究背景，采用ANSYS有限元模拟，首次运用动网格技术建立了连续式石墨提纯炉低温电阻加热区域数学模型，研究了炉内物料随时间变化不断深入炉膛的实时换热情况，以及不同参数对物料温升的影响。结果表明：物料行进加热过程中存在弧形温度梯度，各层物料温度存在差异，最底层物料升温效果最好；当装载体积为0.0072 m3,推舟速度为1.0 mm/s时，物料温升效果最好；进气速度对物料温升影响程度很低。

关键词： ANSYS有限元模拟动网格石墨粉连续式提纯炉提纯

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基于动网格的动态障碍物对巷道风流的影响

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矿业研究与开发 2025年第4期45卷 196-203页

作者：张亚爽张京兆闫振国黄玉鑫崔宇鑫张金龙西安科技大学安全科学与工程学院

为了研究动态障碍物对矿井风速的影响，选取矿车在运输巷道行驶时的巷道进口风速、矿车行驶速度、矿车长度、阻塞比4个影响因素，运用动网格技术进行数值模拟，得到不同因素对巷道风流影响的变化规律。研究结果表明：巷道进口风速与矿... 详细信息

为了研究动态障碍物对矿井风速的影响，选取矿车在运输巷道行驶时的巷道进口风速、矿车行驶速度、矿车长度、阻塞比4个影响因素，运用动网格技术进行数值模拟，得到不同因素对巷道风流影响的变化规律。研究结果表明：巷道进口风速与矿车行驶速度的差值越大，巷道横截面的平均风速变化程度越明显，矿车对巷道风流的干扰距离也越长，使得矿井通风系统的稳定性受到较大影响；矿车长度和阻塞比对矿井通风系统稳定性的影响较小。运用SPSS软件中的逐步线性回归分析方法得到4个因素对巷道风速变化程度的影响由强到弱依次是矿车行驶速度、巷道进口风速、阻塞比、矿车长度。研究结果对维持矿井通风系统稳定性有着重要的意义。

关键词：矿井通风系统稳定性动态障碍物动网格巷道风速数值模拟

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动网格在固体火箭发动机非稳态工作过程中的应用

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固体火箭技术 2008年第4期31卷 350-353页

作者：王志健杜佳佳西北工业大学航天学院西安710072

利用Fluent流场计算软件、动网格技术、UDF文件,用DEFINE_GRID_MOTION定义燃面边界的移动,用DEFINE_PROFILE定义边界类型,考虑侵蚀燃烧、压强变化率对推进剂燃速的影响,对轴对称变截面固体火箭发动机的非稳态工作过程内流场进行了瞬态... 详细信息

利用Fluent流场计算软件、动网格技术、UDF文件,用DEFINE_GRID_MOTION定义燃面边界的移动,用DEFINE_PROFILE定义边界类型,考虑侵蚀燃烧、压强变化率对推进剂燃速的影响,对轴对称变截面固体火箭发动机的非稳态工作过程内流场进行了瞬态分析。得到了变截面轴对称固体发动机稳态工作过程中装药燃面推移图像,并得到了发动机内弹道参数分布云图及其随时间的变化规律。

关键词：固体火箭发动机动网格内流场数值仿真

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基于界面追踪-动网格技术模拟凝固收缩下Fe-C合金宏观偏析

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金属学报 2024年第3期60卷 388-404页

作者：董士虎张红伟吕文朋雷洪王强东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收... 详细信息

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收缩腔的作用,但却导致气-合金界面模拟困难。为了简化模拟的复杂性,本工作基于液-固混相的连续介质模型,将凝固过程中收缩的体积与固相区、糊状区及液相区下降的体积建立关联,从而确定熔体顶端边界;结合动网格技术,开发了一种追踪收缩腔界面的模型,实现了Fe-C合金铸锭凝固收缩和宏观偏析的耦合模拟,预测的收缩腔形状与实验相符。结果表明:Fe-0.3%C合金铸锭凝固过程中,在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩后,预测的铸锭顶部正偏析最大值减少了4.78%。铸锭顶端界面的换热,会减轻铸锭顶端正偏析。耦合热-溶质浮升力及凝固收缩影响,顶端与环境换热系数为h=2.0 W/(m^(2)·K)的铸锭上部溶质分布更符合文献实验测量结果。在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩增强了糊状区内溶质浮力影响,致使铸锭凝固前沿主流股旋流方向更快反转,熔钢流速超过仅考虑热-溶质浮升力时的流速,从而加快了铸锭凝固速率。本模型预测的铸锭底端负偏析小于文献实验结果,这是由于本模型仅考虑了液-柱状晶混相,进一步的模型中需加入等轴晶粒沉降的影响。

关键词： Fe-C合金凝固收缩宏观偏析界面追踪动网格

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