检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王心旷南京理工大学

学位级别：硕士

近年来旋翼无人机由于轻便、灵活、体型小的特点而备受瞩目,其应用场景也逐渐丰富。在一些场景中飞行器进入受限环境中工作,与近处的平面如地面、顶面、墙面等发生近面效应,气动特性发生变化,可能影响飞行器的飞行轨迹和控制稳定性。为... 详细信息

近年来旋翼无人机由于轻便、灵活、体型小的特点而备受瞩目,其应用场景也逐渐丰富。在一些场景中飞行器进入受限环境中工作,与近处的平面如地面、顶面、墙面等发生近面效应,气动特性发生变化,可能影响飞行器的飞行轨迹和控制稳定性。为了避免近面效应的不利影响,并尽可能将其转化为有利因素,对近面效应原理和规律的研究显示出了迫切且重要的意义。本文针对小型旋翼无人机的近面效应问题,从旋翼的气动特性研究入手,借助计算机数值模拟技术和实验手段,对近面效应进行了测试和分析,主要开展了以下研究工作:首先明确了小型旋翼飞行器近面效应的定义,并根据旋翼近处平面的形状、位置以及作用方式将近面效应划分为多种情形,然后对本研究涉及的计算流体力学基础和数值计算方法的流程和步骤进行了详细阐述。随后分别对无限近面效应和有限近面效应下的流场进行了数值求解模拟,获得了旋翼气动特性数据和可视化流场。旋翼升力数据表明,近面效应对旋翼升力的影响与平面的位置和形状有密切的关系。基于旋翼升力数据对近面效应造成的旋翼升力变化建立了数学模型,模型拟合的曲线表明所建模型可准确地描述近面效应下的旋翼升力变化。基于可视化流场对近面效应的原理进行了分析和讨论,结果表明近面效应影响了旋翼周围流场的气流方向、压强及涡度等量的分布,进而影响了旋翼升力。之后进行了四旋翼无人机的飞行控制仿真,建立了四旋翼无人机的动力学模型,设计了加入旋翼升力前馈补偿的控制器并分析了系统稳定性,搭建了四旋翼无人机飞行控制系统仿真环境,对近面环境下的四旋翼无人机高度控制进行了仿真。仿真结果表明在顶面效应影响下的四旋翼飞行器高度控制效果欠佳,而加入升力前馈补偿后控制效果有较大提升。最后进行了近面效应旋翼升力验证实验和近面环境下的飞行控制实验。近面效应旋翼升力测试结果与数值计算所得数据一致性良好,且所建模型可以准确地描述实际环境中旋翼的升力变化,验证了本课题通过计算机数值模拟技术所得结论和模型的合理性和可靠性。应用本文设计的控制器,四旋翼无人机在近面环境下的实际飞行效果良好,验证了控制仿真结果,证明了本文近面效应研究的正确性和实用性。

关键词：旋翼无人机近面效应计算机数值模拟数学建模飞行控制

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半固态搅拌钎焊铝基复合材料流体仿真模拟的研究

半固态搅拌钎焊铝基复合材料流体仿真模拟的研究

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作者：曾友亮重庆理工大学

学位级别：硕士

本文使用专业的计算机流场数值模拟软件，通过对非真空下半固态搅拌钎焊的焊接过程建立了二维的数值计算模型，将钎料流体视为黏性、层流、不可压缩的牛顿流体，搅拌头看作旋转类型的实体，通过设定速度入口的边界条件实现焊接平台移动... 详细信息

本文使用专业的计算机流场数值模拟软件，通过对非真空下半固态搅拌钎焊的焊接过程建立了二维的数值计算模型，将钎料流体视为黏性、层流、不可压缩的牛顿流体，搅拌头看作旋转类型的实体，通过设定速度入口的边界条件实现焊接平台移动的效果。使用该计算模型主要讨论了焊接温度T、焊接移动速度v、搅拌头旋转速度ω、搅拌头尺寸D四种焊接参数对焊缝钎料流场的影响，并分别对四种焊接参数进行了实际的焊接实验，试图通过计算机数值模拟出的焊缝钎料流场分布形态来预测和解释实际的焊接情况，同时通过实际的焊接实验来验证计算机数值模拟模型是否正确。最终，在计算机数值模拟基础上，制定一种优化的非真空下半固态搅拌钎焊铝基复合材料的焊接工艺。使用该计算机数值模拟模型基本能够解释焊接接头焊缝的宏观形貌、微观界面形貌以及焊缝接头的抗剪切力学性能，同时，物理焊接实验基本能够验证该计算机数值模拟模型的计算结果。通过计算机数值模拟计算得到：在半固态区间内，焊接温度T越低搅拌力场对基体壁面的作用越明显，但是温度较低会影响焊缝钎料的成形；焊接移动速度V主要影响两边界面力场分布的均匀性，对界面力场的大小影响不大，焊接速度V越低，两侧界面力场分布越均匀；搅拌头旋转速度ω主要影响旋转力场对基体壁面作用强度和壁面两侧力场均匀分布的情况，搅拌头旋转速度ω越高，旋转力场对壁面的冲击与剪切作用越大，同时两侧壁面的力场分布越均匀；搅拌头尺寸大小D主要影响旋转力场对基体表面的作用强度，搅拌头越大，钎料流场对基体壁面的作用越强烈。通过该模型计算得到当焊接温度为T=470℃、焊接移动速度v=1.25mm/s、搅拌头旋转速度ω=5440rpm、搅拌头尺寸D=1.9mm时，焊缝钎料的流场对基体表面的力场作用强度较高，且流场在两侧的分布较为均匀，通过实际的焊接可以得到焊缝界面剪切强度为101MPa，略高于集体母材的剪切强度。此时的焊接工艺既可以获得性能良好、成形美观的焊接接头，又能提高焊接的可操作性，同时还具备焊接效率高等特点。

关键词：铝基复合材料计算机数值模拟旋转搅拌钎料流场焊接工艺参数

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液-固流化床布流装置结构优化设计

液-固流化床布流装置结构优化设计

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作者：李子奇中国矿业大学

学位级别：硕士

液固流化床在许多领域有广泛的应用。布水装置是影响流化床性能的主要部件,本文研究筛板、颗粒填充固定床作为布水装置的性能及其影响因素,通过数值模拟方法,考察布水装置结构参数对布流效果的影响并进行优化,从而构建结构简单、性能稳... 详细信息

液固流化床在许多领域有广泛的应用。布水装置是影响流化床性能的主要部件,本文研究筛板、颗粒填充固定床作为布水装置的性能及其影响因素,通过数值模拟方法,考察布水装置结构参数对布流效果的影响并进行优化,从而构建结构简单、性能稳定的布水装置为液-固流化床来提供近似平推流的均匀稳定型流场环境,提高流化床对煤泥水絮凝沉降效果。首先以筛板式分布板为布水装置,提出了结合计算流体力学(CFD)模拟和流体动力学理论及经验公式进行筛板结构优化的方法(简称CFD-伯努利优化法):通过文献调研,设计初始筛板,而后通过CFD模拟得到筛板进出口的流速分布,再结合伯努利方程,计算以出水速度相同为目标的各筛孔的直径,以此重构筛板并进行CFD模拟,如此循环,直至得到理想结构参数。模拟结果以流速不均匀度η和流速不均匀度相对标准差S来评价,考察了该方法在二维、三维单排、三维多排模型条件下的适用性,并进行了布水装置结构优化。研究结果表明,CFD-伯努利优化法对优化筛板布水装置非常有效,在经过2～3次优化后即可得布水效果良好的筛板结构。二维模型孔道出口面,的极差由最大值103%下降到11%,=30%下降到=3%;三维单排孔模型孔道出口面,的极差由最大值38%下降到10%,=12%下降到=2%;三维多排孔模型出口面,的极差由最大值33%下降到12%,=6%下降到=3%。其次,研究了固定床布水方式的布水效果及其床体参数优化。从颗粒床层颗粒堆积过程入手,运用离散元软件EDEM,模拟不同粒度颗粒、不同初速度条件下对床体堆积密度的影响;在此基础上,运用CFD-DEM耦合的方法,研究填充颗粒尺寸和填充高度对床体的压力降和布水效果的影响。结果表明,颗粒床的堆积密度与颗粒粒度有关,在相同初始下落速度时,颗粒越小,颗粒床的堆积的密度就越大;在1～8 m/s范围内提高堆积初始速度,堆积密度提高,随后趋于稳定;对于1、2和3 mm直径的颗粒,趋于稳定的初始速度分别为6、5、5 m/s。床体的压降与颗粒填充高度呈线性关系,随着高度增加而增大;相同填充高度下,粒径越小空隙率越低,流体的流场压降越大,布水效果越好。在相同填充高度下,颗粒粒度越小的床体,床体出口面流速分布越均匀;在颗粒粒度相同下,填充高度越高,速度分布越均匀,但当填充高度达到一定时,速度分布不再有明显波动,布水效果较好的床体的颗粒粒度与填充高度参数是:d=3 mm时,h=200 mm;d=2 mm时,h=80 mm;d=1 mm时,h=60 mm。颗粒粒度d和填充高度h不变时,随着流化床入口流速的增大,床体出口面流速不均匀度的极差和相对标准差随之增大,床体出口面的流速均匀分布的效果在下降。比较筛板式分布板与颗粒床的的极差和值得出:d=1 mm时,h=60 mm颗粒床布水均匀度高于筛板式分布板。在特定的流化床入口流速下,建立了′=1)((9,?)的函数关系模型,利用该模型,可以确定不同颗粒粒度d条件下合适的颗粒床填充高度?值。该论文有图46幅,表15个,参考文献97篇。

关键词： CFD-伯努利优化法筛板式分布板 CFD-DEM耦合方法颗粒固定床计算机数值模拟

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495A柴油机缸体铸件充型过程流动场的数值模拟及水力模拟试验

495A柴油机缸体铸件充型过程流动场的数值模拟及水力模拟试验

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作者：罗时青上海大学

学位级别：硕士

该文综述了近年来国内外学者在铸件充型过程的计算机数值拟方面所做的工作,简单地介绍并分析了几种常见的流动场模拟的数学模型.495A柴油机缸体铸件存在严重的卷入性气孔缺陷;采用交错网格技术、超松驰迭代的SOLAVOF方法对缸体充型流动... 详细信息

该文综述了近年来国内外学者在铸件充型过程的计算机数值拟方面所做的工作,简单地介绍并分析了几种常见的流动场模拟的数学模型.495A柴油机缸体铸件存在严重的卷入性气孔缺陷;采用交错网格技术、超松驰迭代的SOLAVOF方法对缸体充型流动场进行计算机数值模拟,由于此方法能有效地处理自由表面、占用更小的计算机存储空间,获得了比较好的效果.模拟结果揭示了缸体卷入性气孔产生的原因.基于相拟原理设计制作了缸体水力模拟模型.通过对缸体原浇注工艺的水力模拟,验证了数值模拟结果的正确性;水力模拟的进一步试验,提出了改进原浇注工艺的措施,即改变内浇口的设置以获得较好的充型效果,从而达到减少卷入性气孔的目的.根据模拟结论指导具体生产过程,大大降低了缸体铸件的气孔废品率,取得了良好的经济效益.

关键词： 495A柴油机缸体铸件计算机数值模拟自由表面水力模拟试验浇注系统

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二冲程柴油机设计参数对扫气过程的影响

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小型内燃机与摩托车 2001年第5期30卷 1-4页

作者：陈石吴春杰大连理工大学大连116023

利用多维数值模拟方法 ,对二冲程柴油机倒拖情况下的进、排气过程进行模拟 ,研究转速变化、进气口仰角变化对扫气过程的影响。

关键词：二冲程内燃机扫气过程数值模拟转速进气口仰角计算机数值模拟活塞柴油机

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Detection of stacking orientation error of CFRP composite laminates using ultrasound waves

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中国有色金属学会会刊：英文版 2009年第B09期19卷 124-127页

作者： Sun-Kyu KIM David HSU Young-Hwan SEO Kwang-Hee IM Division of Mechanical System Engineering Chonbuk National University Center for Nondestructive Evaluation Iowa State University Department of Physical Education Chosun University Department of Automotive Engineering Woosuk University

A jig was developed for generating a shear wave. A pyramid with an isosceles triangle with two 45o was made of aluminum to generate shear waves using two longitudinal transducers based on ultrasonic-polarized mechanism. Also, the signal splitter was connected to the pulser jack on the pulser/receiver and to the longitudinal transducers. Therefore, an experimental way was performed in order to make shear wave on the bottom of aluminum alloyed pyramid. Also, a jig was manufactured and developed for generating a shear wave based on the computer numerical simulation. It is found that the experimentally shear wave variation of newly-designed jig is consistent with computer numerical simulation results and shear wave ultrasonic application can be very useful to detect the defects in CFRP composites.

关键词：碳纤维复合材料误差检测超声波复合材料层板计算机数值模拟堆垛脉冲发生器信号分配器

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蜂窝陶瓷烧成隧道窑内部温度场的数值模拟

蜂窝陶瓷烧成隧道窑内部温度场的数值模拟

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作者：刘晓红华南理工大学

学位级别：硕士

隧道窑作为现代陶瓷热工设备，已广泛应用于日用瓷、建筑卫生瓷、电瓷及其他功能性陶瓷的烧成。窑炉结构不论简单或复杂，都可以根据制品在窑内经过的温度变化划分为预热带、烧成带和冷却带三段;但是各带长度会因烧成产品、窑炉结构、... 详细信息

隧道窑作为现代陶瓷热工设备，已广泛应用于日用瓷、建筑卫生瓷、电瓷及其他功能性陶瓷的烧成。窑炉结构不论简单或复杂，都可以根据制品在窑内经过的温度变化划分为预热带、烧成带和冷却带三段;但是各带长度会因烧成产品、窑炉结构、烧成制度和工作系统等的不同而有较大差异。烧成带的墙体结构、烧嘴布置和燃烧工艺参数对整个窑炉的温度制度、压力制度和气氛制度都有决定性的作用。如果烧成带的墙体结构和运行参数不合理，不仅会影响产品的烧成质量，降低生产效率;而且会降低热能的有效利用率，造成能源的浪费，同时加重对环境的污染。借助计算机技术模拟隧道窑，对烧成带的墙体结构、燃烧工艺参数、窑车装载密度及NO污染物的形成进行模拟并优化，改善窑炉的运行质量，从而实现陶瓷窑炉的节能减排目标。本文采用流体力学软件FLUENT，根据某企业生产蜂窝陶瓷隧道窑烧成带的实际结构，建立了用于数值计算的几何模型，并使用结构化与非结构化网格相结合的混合网格法对几何模型进行网格划分。使用标准k-湍流模型、非预混燃烧模型和DO辐射传热模型，并结合实际测量的窑炉热工数据，对窑炉在空载时、荷载时、装窑密度变化时的内部温度场以及NO的形成进行相应的数值模拟，并与测试数据相比较，研究适用于蜂窝陶瓷烧成隧道窑的热工参数对窑内温度场及NO分布情况的影响，从而确定窑炉的最佳烧成工艺参数。实验模拟结果显示：①隧道窑最佳的燃烧工艺参数为燃料入口速度为15m/s、空气入口速度为3m/s，此时窑内截面温差最小，约为44K;窑车的最佳装窑方式为每辆窑车8层，每层放置6块棚板，每层棚板之间的间距为60mm，每块棚板放置六件蜂窝陶瓷片。②通过测温环及制品的收缩率和吸水率可以得知，模拟结果与实际温度相近，且采用设计的燃烧工艺参数能够实现制品的合格率达98%以上。③利用红外热像仪测试窑炉外墙表面温度，不仅可以获得整个平面温度分布情况的热像图，并直观地观测不同位置漏热的温度情况;而且可以获得整个平面区域的平均温度值，结果更精确、更接近实际温度值。④窑内上层烧嘴轴线的NO浓度要高于底层烧嘴轴线的NO浓度，适当增大风机抽力，加速烟气流动，能有效降低窑内NO的浓度。

关键词：蜂窝陶瓷隧道窑计算机数值模拟温度场 NOX生成

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前缸盖的间接挤压铸造技术研究

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兵器材料科学与工程 2010年第3期33卷 70-74页

作者：马欣宇范云波陈敏余艳朱秀荣侯立群中国兵器科学研究院宁波分院浙江宁波315103 宁波中兵科技有限公司浙江宁波315100

以SD510汽车空调压缩机前缸盖为研究对象,采用优化成分的6061、6082变形铝合金进行合金净化技术、细化技术、间接挤压铸造技术及热处理技术试验研究,并结合Procast铸造软件对间接挤压铸造的成形过程进行计算机数值模拟。结果表明:优化后... 详细信息

以SD510汽车空调压缩机前缸盖为研究对象,采用优化成分的6061、6082变形铝合金进行合金净化技术、细化技术、间接挤压铸造技术及热处理技术试验研究,并结合Procast铸造软件对间接挤压铸造的成形过程进行计算机数值模拟。结果表明:优化后的6061合金可用于间接挤压铸造;在一定压力范围内,提高间接挤压压力可相应地提高铸件的综合力学性能及内部组织的致密度;计算机数值模拟技术可有效指导间接挤压铸造工艺参数的选择。

关键词：变形铝合金间接挤压铸造计算机数值模拟净化处理

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普通高层住宅集中式排烟（风）系统问题研究

普通高层住宅集中式排烟（风）系统问题研究

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作者：刘宁西安建筑科技大学

学位级别：硕士

住宅建筑的厨房和卫生间因为产生的污染物最多,对居住环境造成较大的污染,历来是居室通风设计中的重点。当前,随着人们生活水平的提高、自我保健意识的增强以及环保法规的要求,有效而迅速的排除受污染的空气是改善居室通风质量的重要保... 详细信息

住宅建筑的厨房和卫生间因为产生的污染物最多,对居住环境造成较大的污染,历来是居室通风设计中的重点。当前,随着人们生活水平的提高、自我保健意识的增强以及环保法规的要求,有效而迅速的排除受污染的空气是改善居室通风质量的重要保证。居住城市化的要求,也促使高层建筑每年以数百万平方米的速度增长,大量的调查研究结果都说明在高层住宅中普遍使用的集中式排烟烟道还存在许多的不足亟待改进。本论文是在国内外现有研究的基础上,对于普通高层住宅集中排烟气系统中尚未解决的问题作进一步研究、分析和探讨。主要是通过问卷调查与利用计算机数值模拟的方法,分析普通高层住宅集中式排烟道排风量不足、不均匀、倒灌、串风的现状和产生原因,探讨了满足合理的排风量以及在不同的使用率下,保证各楼层厨房、卫生间排风量均匀和排风效果的基本条件,并对工程设计的改进提出可行的建议。为设计师设计集中式排烟道提供有用的参考。本文通过问卷方式,对部分建筑和暖通设计师设计的住宅厨房、卫生间集中式通风道排风系统的使用情况进行了分析和总结,并参考对高层住宅用户进行的排风效果问卷调查结果,分析了产生不良排风效果的原因。建筑师按照图集直接选用集中排风道的设计程序不能够满足保证排风质量的需要,高层建筑集中排风道普遍存在风道截面积小,各层支管干扰严重的不利因素,所以产生了排风量的严重不足,各层串风倒灌的现象也较为严重。要保证良好的排风效果,建议在结合建筑功能要求下由专业通风设计人员对排风道进行详细的设计计算。本文还在理论分析的基础上,运用计算机数值模拟的方法,选取典型的30层高层住宅厨房和18层住宅卫生间集中排烟道作为模型,模拟了排烟道排风质量,分析排风量不足、不平衡的原因,并针对解决的思路及方法进行探讨。针对30层住宅厨房集中排烟道模型模拟了原始工况和利用奇偶数楼层分别采用风道排风的方法增加支管间距后的工况,并对两种工况排风效果进行对比分析。模拟了18层住宅卫生间集中排风道原始工况和改变支管出口压力后的排风工况,并对两种工况模拟结果进行了对比分析,通过对模拟结果及理论分析的总结,探讨了在工程实践中可行的改进方法。建议可以通过设计双风道奇偶数楼层分开排风的方法以达到增加排风道截面积加长支管间距的目的,有效的改善排风效果。建议暖通设计师积极参与通风道设计及计算工作,系统的设计集中排风道,通过详细的计算设计合理支管排风压力,提供各楼层合理的抽油烟机及排气扇额定出口动压供用户装设时参考,以达到良好的排风效果。

关键词：高层住宅厨房卫生间集中排烟道计算机数值模拟

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塑性成形的刚(粘)塑性有限元模拟的微机程序系统

塑性成形的刚(粘)塑性有限元模拟的微机程序系统

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作者：金伟东重庆大学

学位级别：硕士

该文采用刚(粘)塑性有限元数值模拟和实验方法,对各种典型成形工艺进行了系统的研究,总结了变形金属在成形过程中的流动规律及各种变形力学参数的分布特点.文中还以刚粘塑性有限元模拟获得的终锻瞬时模具工作表面的应力分布为受力边界条... 详细信息

该文采用刚(粘)塑性有限元数值模拟和实验方法,对各种典型成形工艺进行了系统的研究,总结了变形金属在成形过程中的流动规律及各种变形力学参数的分布特点.文中还以刚粘塑性有限元模拟获得的终锻瞬时模具工作表面的应力分布为受力边界条件,用弹性有限元法对凹模进行了强度分析.并用预应力结构进行优化设计,降低了模具工作表面的应力水平,从而延长了模具寿命.各种缺陷的形成和发展被作为分析的重点内容.该文提出了一种模拟缩孔形成及扩展的方法.首次用刚塑性有限元法有效地模拟了各类挤压缩孔的产生及扩展,拓宽了刚塑性有限元法对变形金属流动规律的模拟范围.实验研究方面,在油压机上实测了正挤压过程的总挤压力的变化,并用对剖网格试样实测了工件的变形流动.对模拟结果和实验结果进行了对比分析,两者甚为相符,这充分体现出刚(粘)塑性有限元法模拟大塑性变形的准确性.

关键词：计算机数值模拟塑性加工有限元法刚塑性有限元法

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