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明渠恒定非均匀渐变流的微分方程难以求出其解析解,本文针对底宽渐变的渠槽,采用数值分析中改进的欧拉法和四阶龙格库塔法求出水面线的基本微分方程的数值解,再结合具有强大数值计算功能和作图功能的MATLAB软件写出一类方便调用的库函数文件,方便调用和修改边界条件.此方法对棱柱体渠道也适用.另外,本文还讨论了迭代步长的选择和精度控制的方法.

关键词：明渠水面线数值计算方法 MATLAB库函数

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新型电磁连铸结晶器的数值新方法以及结构优化研究

新型电磁连铸结晶器的数值新方法以及结构优化研究

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作者：李本文钱忠东田溪岩赫冀成东北大学

1、课题来源与背景本项目依托国家自然科学基金：“现代电磁连铸技术的基础研究”,国家自然科学基金重点项目(项目编号：59734080)。时间：1998.5～2005.12;经费：103万;东大财务帐号：75102083。为了实现高速连铸,在整个连铸工艺中... 详细信息

标准号: 1300262228

1、课题来源与背景本项目依托国家自然科学基金：“现代电磁连铸技术的基础研究”,国家自然科学基金重点项目(项目编号：59734080)。时间：1998.5～2005.12;经费：103万;东大财务帐号：75102083。为了实现高速连铸,在整个连铸工艺中,改善并控制结晶器过程是关键。对于结晶器过程而言,其关键性技术难题有：随着拉速的提高,水口出流的流量和流速增加,会加剧对坯壳的冲刷,特别是对结晶器窄壁面的冲刷,使坯壳不均匀甚至造成漏钢;此外,钢液的上返流加速会促进液面波动,并使钢液夹带的夹杂和气泡进入深部,恶化钢坯内部的洁净度;更甚者,由于液面波动加剧,造成初生坯壳的不均匀,使坯壳热烈敏感性增加,同时也使振痕等表面缺陷加重。因此提高我国钢材生产的工艺技术水平,发展我国具有高科技含量、高附加值产品的生产能力,实现高速连铸、生产出高质量钢材是钢铁行业发展所迫切需要解决的基础性科学问题,是促进电磁冶金和磁流体力学学科发展的科学需要。本项目正是在具有重要理论意义和广泛应用前景的背景下立项的。 2、研究目的与意义近终型连铸特别是薄板坯连铸连轧技术随着薄板坯连铸连轧技术的不断发展和完善,人们逐步认识到薄板坯连铸连轧相对于常规工艺所特有的优势,对薄板坯连铸连轧工艺从品种、质量和产量等方面提出了更高的要求：成品规格尺寸越来越薄;热轧带钢的厚度越来越薄;产量规模变大,薄板坯连铸机的拉速、厚度、宽度等参数也需要优化;如何利用现有老厂的高炉、转炉设备建设薄板坯连铸连轧生产线,既可用热轧超薄板代替相当一部分商品冷轧板,节约冷轧厂的投资,又可解放传统热轧带钢轧机的能力,促进生产等。由于比表面积大,散热速度快,从而使连铸坯的缺陷产生几率增加,最终导致薄板坯的质量下降。如何浇铸出无缺陷板坯成为薄板坯领域研究人员攻关的主要课题。结晶器的结构设计以及与之相适应的水口形状对于板坯的质量至关重要。而结晶器内的流场、温度场以及初始凝固坯壳厚度又是决定结晶器形状的关键因素。鉴于以上分析,本研究针对普通板坯开发组合式电磁连铸结晶器,同时针对结晶器漏斗形结构的特殊性,开发了高效节能的新型电磁制动装置,并采用数值模拟方法对这两种电磁制动结晶器进行检验,为我国节能减排和提高钢铁产量质量做出贡献。 3、主要论点与论据通过对组合式结晶器的数值模拟,结果显示： (1)与软接触单独作用相比,组合磁场显著减轻了皮下夹杂,50mm颗粒有60﹪降至20﹪,20mm颗粒由40﹪降至20﹪,内部夹杂物的分布更均匀,基本达到电磁制动水平;组合磁场对夹杂物的去除率甚至超过电磁制动,50mm颗粒增加6.7﹪,20mm颗粒保持13.3﹪。 (2)组合磁场对水口出流和上、下返流的抑制有利于减少皮下夹杂,是内部夹杂物均匀分布,二次回流有利于夹杂物被水口吸附而去除。 (3)随着静磁场磁感应强度的增加,组合磁场对水口出流抑制效果的增强,气泡的去除率逐渐增加,当静磁场磁感应强度有0.03T增至0.26T,气泡取出来增加13.3﹪。 (4)组合磁场作用下的气泡去除率远大于软接触,通过调整静磁场的位置,组合磁场对大气泡(大于150mm)的去除率能够超过电磁制动。对薄板坯漏斗形结晶器,通过对新型电磁制动结晶器和传统电磁制动结晶器内电磁场的数值模拟研究比较,可以发现： (5)传统电磁制动装置在结晶器主磁场区域的磁场强度分布较为均匀,且场强在沿结晶器厚度方向和宽度方向变化较小,主磁场区域以外在拉坯方向上呈梯度递减。但是新型电磁制动装置在结晶器主磁场区的磁场分布极不均匀,在主磁场中心高度偏下靠近结晶器窄侧壁区域的磁感应强度最大,其他区域以磁感应最大的区域为中心呈梯度降低,主磁场以外区域的磁场变化情况与传统电磁制动装置类似。 (6)新型电磁制动装置产生的平均磁场强度要明显大传统电磁制动装置产生的平均磁场强度,约是后者的1.8倍。 (7)比较两种结构制动装置的控制效果会发现,对相同条件下的钢液进行制动并达到相同的制动效果条件下,新型电磁制动装置可以节约40﹪的磁动势。 (8)在相同的电磁参数条件下,比较三个磁场位置高度,可见随着电磁制动装置位置高度的降低,电磁制动作用越明显,制动效果越好。 (9)当电磁制动装置的位置高度一定(h=250mm)时,改变磁动势,钢液行为也相应的发生改变,当磁动势在8000a·n～12000a·n的范围内,都能达到明显的制动效果;但从减低能源消耗和成本的角度考虑,优先选择8000a·n的磁动势。 4、创见与创新 (1)开发了以软接触电磁连铸技术和电磁制动技术为基础的组合式电磁连铸技术,实现两种技术的优势互补。 (2)对时域有限差分法进行了修正,得到了适用于金属介质的频率转换理论。

关键词：电磁连铸结晶器数值计算方法节能

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基于声能密度模型的中高频复杂声场预报方法

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声学学报 2010年第2期35卷 134-139页

作者：隋富生中国科学院噪声振动重点实验室(声学研究所) 北京100190

提出并推导了一种基于声能密度分布方程的声场预报方法。在能量和功率流的本构关系基础上建立声能密度平衡方程。应用直达声场和反射混响声场的叠加原理和边界面散射模型,建立了面向中高频复杂声场细节预报的数值计算方法。通过有限元... 详细信息

提出并推导了一种基于声能密度分布方程的声场预报方法。在能量和功率流的本构关系基础上建立声能密度平衡方程。应用直达声场和反射混响声场的叠加原理和边界面散射模型,建立了面向中高频复杂声场细节预报的数值计算方法。通过有限元计算结果在一个简单声场模型上对此方法做了验证,对比结果显示了声能密度法预报有可靠的精度和准确度。

关键词：混响声场预报方法声能密度中高频密度模型数值计算方法平衡方程密度分布

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简支矩形板模态辐射抗的一种快速计算方法分析

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声学学报 2010年第2期35卷 126-133页

作者：沈苏刘碧龙李晓东田静中国科学院噪声与振动重点实验室(声学研究所) 北京100190

在模态辐射阻快速计算方法的基础上,进一步推导出简支矩形板模态辐射抗快速计算方法的相关计算公式,给出了相应的计算步骤,并与传统模态辐射阻抗的数值计算方法进行了详细的对比研究。与以往的二重积分方法相比,该方法为一重数值积分,... 详细信息

在模态辐射阻快速计算方法的基础上,进一步推导出简支矩形板模态辐射抗快速计算方法的相关计算公式,给出了相应的计算步骤,并与传统模态辐射阻抗的数值计算方法进行了详细的对比研究。与以往的二重积分方法相比,该方法为一重数值积分,因而其计算速度远高于以往方法。而且,与以往方法不同,该方法的计算速度不随模态数的增加而迅速减小。该方法可在结构与重流体的声振耦合问题上得到广泛的应用。

关键词：快速计算方法简支矩形板辐射阻抗模态数数值计算方法计算速度积分方法数值积分

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阶梯圆盘的设计及其声参数计算

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声学学报 2010年第5期35卷 502-507页

作者：贺西平宋旭霞李伟陕西师范大学应用声学研究所西安710062

由薄圆盘改进而来的阶梯型薄圆盘声波辐射器在空气中有着很好的应用,但由于阶梯的存在,需要根据在节线处位移连续、位移斜率连续、剪切力连续以及弯矩连续,加之其边界条件才能推导出频率方程。多一条节线,则多四个方程。变量多,方程系... 详细信息

由薄圆盘改进而来的阶梯型薄圆盘声波辐射器在空气中有着很好的应用,但由于阶梯的存在,需要根据在节线处位移连续、位移斜率连续、剪切力连续以及弯矩连续,加之其边界条件才能推导出频率方程。多一条节线,则多四个方程。变量多,方程系数复杂,频率方程难解。本文以单节线阶梯圆盘为例,提出了一种数值计算方法,编制了计算程序。计算结果与实验测试值符合较好。更进一步,可计算得到阶梯盘的声场分布、辐射阻抗等声学特性。本文为阶梯圆盘的设计和其声学性能的计算提供了一种方法。

关键词：数值计算方法薄圆盘阶梯设计频率方程声波辐射器边界条件方程系数

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埋地管道温度特性数值模拟与相似性实验研究

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太阳能学报 2010年第6期31卷 727-731页

作者：郭孝峰夏再忠吴静怡王如竹 Institute of Refrigeration and Cryogenics Shanghai Jiaotong University Shanghai 200240 China

针对含内热源的埋地管道,建立了管道与周围土壤之间的传热模型。模型考虑了地表温度随季节变化,采用数值计算方法编制程序进行计算,得出管道温度随年代的变化规律。根据实际模型,建立缩小的相似性实验台进行验证,结果表明数值计算具有... 详细信息

针对含内热源的埋地管道,建立了管道与周围土壤之间的传热模型。模型考虑了地表温度随季节变化,采用数值计算方法编制程序进行计算,得出管道温度随年代的变化规律。根据实际模型,建立缩小的相似性实验台进行验证,结果表明数值计算具有很好的准确性。最后,利用本模型预测了电力隧道在无通风条件下连续运行50a内的温度变化情况。

关键词：埋地管道温度特性数值模拟相似性实验研究 UNDERGROUND PIPE TEMPERATURE FIELD EXPERIMENT 数值计算方法模型预测通风条件连续运行季节变化管道温度电力隧道地表温度传热模型变化情况变化规律编制程序

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桥梁工程缺陷桩数值计算方法

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福州大学学报（自然科学版） 2006年第1期34卷 120-123页

作者：潘桥文郑振江浩福州大学土木建筑工程学院福建福州350002

以福建省某大桥桩基施工中出现的缺陷桩为工程背景,用可视化程序C++Builder编制数值计算程序进行计算分析.该数值分析计算程序不仅能方便计算缺陷桩的极限承载力,还可以计算一般桩基的极限承载力,为工程实践中碰到的缺陷桩承载力评估和... 详细信息

以福建省某大桥桩基施工中出现的缺陷桩为工程背景,用可视化程序C++Builder编制数值计算程序进行计算分析.该数值分析计算程序不仅能方便计算缺陷桩的极限承载力,还可以计算一般桩基的极限承载力,为工程实践中碰到的缺陷桩承载力评估和工程设计提供方便.

关键词：桥梁工程缺陷桩数值计算方法

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麦克斯韦电路理论的研究与发展

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科技通报 2010年第2期26卷 318-323页

作者：沈文辉梅冠香上海大学通信与信息工程学院上海200072 香港城市大学香港999077

基于基尔霍夫定律导出的传输线方程在低频领域具有良好的适用性,但是随着频率的提高它渐渐失去了精确性。最近提出的麦克斯韦电路理论从"场"的观点出发,推导出传输线方程的完备形式。研究表明,麦克斯韦电路理论不仅适用于&qu... 详细信息

基于基尔霍夫定律导出的传输线方程在低频领域具有良好的适用性,但是随着频率的提高它渐渐失去了精确性。最近提出的麦克斯韦电路理论从"场"的观点出发,推导出传输线方程的完备形式。研究表明,麦克斯韦电路理论不仅适用于"路"的问题,还适用于"场"的问题。目前的工作表明,对于任何线结构的电路和电磁场问题,包括线天线问题和传输线问题,该理论具有良好的适应性。计算结果与矩量法计算结果一致。本文介绍这一理论的建立、发展和研究近况。

关键词：数值计算方法传输线方程麦克斯韦电路理论

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宽浅式渡槽预应力混凝土多纵梁叠合结构设计

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水力发电 2010年第12期36卷 34-37,64页

作者：赵顺波李书群裴松伟孙志江华北水利水电学院土木与交通学院河南郑州450011 河北省水利水电第二勘测设计研究院河北石家庄050021

结合南水北调中线左岸排水工程宽浅过水断面的预应力混凝土多纵梁渡槽结构设计,拟定了预制纵梁与现浇槽体形成整体的叠合结构方案。采用三维有限元数值计算方法,以全现浇结构为比较对象,分析了叠合结构在正常使用荷载工况下的截面应力... 详细信息

结合南水北调中线左岸排水工程宽浅过水断面的预应力混凝土多纵梁渡槽结构设计,拟定了预制纵梁与现浇槽体形成整体的叠合结构方案。采用三维有限元数值计算方法,以全现浇结构为比较对象,分析了叠合结构在正常使用荷载工况下的截面应力和变形状况。结果表明:在自重作用下,叠合结构的纵梁反拱变形较小,底板基本处于无应力状态,利于长期空槽运行;在水荷载作用下,叠合结构与全现浇结构的受力性能基本相当,底板受力性能优于全现浇结构。研究成果可为同类工程设计提供参考。

关键词：渡槽预应力混凝土纵梁叠合结构设计 Reinforced Concrete Prestressed Concrete Study 全现浇结构受力性能左岸排水工程数值计算方法南水北调中线应力和变形无应力状态三维有限元自重作用正常使用研究成果结构方案荷载作用

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