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关键词： 泡沫铝   数值模拟   有限元方法   仿真模型  

摘要： 泡沫铝作为一种兼具结构性和功能性的轻质多孔金属材料,具有优异的阻尼减震、吸能防护、电磁屏蔽等特性,呈现出广阔的应用前景。为改进和拓展泡沫铝在各工业领域的应用,对泡沫铝材料的有限元仿真模拟应运而生,对其的仿真模型也日趋完善。综述了泡沫铝仿真模拟中的孔泡建模研究进展,归纳分析了所采用的构建方法与研究结果,总结了各仿真模型的优势和不足,并对泡沫铝仿真建模的发展趋势做出了展望,指出将三维逆向重构技术引入仿真建模,以及将理论分析、建模模拟和实验研究相结合是现阶段重要的研究方向。

关键词： 矿井通风系统   嵌入式变频器:IGBT   数值模拟   散热优化  

摘要： 矿用变频器作为矿井通风系统的重要装置,其散热性能将影响煤矿的安全生产。为便于井下安装调试,当前矿用变频器要求更大功率体积比。为解决上述问题,提出了一种适用于局部通风机的嵌入式风冷变频器结构,利用风机工作风流,以强迫风冷的方式进行变频器散热。以常规型散热翅片为基础,设计了等腰三角形与圆弧形结构散热翅片,分别进行了三维建模及结温理论计算,使用有限元法对3种模型进行数值模拟,并对IGBT模块的温度场和矢量场进行分析。结果表明:数值模拟与理论计算结果的误差不超过5%;翅片间距越小,气流损失越严重,等腰三角形和圆弧形翅片下的流动损失问题得到更好的解决;圆弧形翅片的间距小但通过增大翅片与流体的对流换热面积提升了散热性能。散热性能最优的圆弧形散热翅片在翅片间距不变,翅片高度和厚度分别为105 mm和5 mm时,散热性能达到最佳。

关键词： 大方坯连铸   五流中间包   湍流器   数值模拟   结构优化  

摘要： 以某炼钢厂五流大方坯连铸中间包为研究对象,采用数值模拟方法,研究不同控流装置及操作参数下的中间包内钢液流动特性。研究结果表明,设计结构合理的湍流器、挡墙和挡坝组合的中间包结构,对钢液流动状态具有重要影响,可延长中间包内钢液停留时间,达到去除夹杂物和均匀各流钢水温度的冶金效果。优化后的中间包结构能够更好地满足高品质特钢质量的要求。

关键词： 剪切钢板阻尼器   有限元分析   抗震性能   轴向力  

摘要： 采用数值模拟的方式,对轴向力作用的剪切钢板阻尼器的抗震性能进行研究,设定5组不同的剪切钢板阻尼器,以探究高宽比和高厚比对阻尼器的影响,同时提出两种轴向自由的新型剪切钢板阻尼器。结果表明:轴向力对阻尼器抗震性能产生不利影响,使腹板更容易发生局部屈曲且屈曲程度更大,有必要做防屈曲措施;当高宽比、高厚比增大时,屈服荷载、极限荷载、初始刚度及屈服后刚度显著降低;当腹板高度保持不变时,增大腹板宽度或厚度,可有效改善阻尼器的抗震性能。

关键词： 金刚石涂层   均匀性   微波等离子体   数值模拟  

摘要： 基于多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics的微波等离子体模块建立MPCVD反应腔内氢气等离子体的仿真模型,研究基底外侧增设的环状钼支架与基底的不同高度差Δh对基底表面等离子体分布的影响。采用变异系数对等离子体分布的均匀性进行定量分析,并用SEM对金刚石涂层表面的微观形貌进行表征。结果表明:当Δh=0 mm时,等离子体分布的均匀性最佳,变异系数为3.998%,金刚石涂层的晶粒分布及大小的均匀性相较于无钼支架时的明显提升;当Δh<0 mm时,等离子体分布的均匀性随Δh增大而提升,变异系数由10.265%降至3.998%;当Δh>0 mm时,等离子体分布的均匀性不增反降,变异系数升高至10.048%。此外,当Δh=−2.0 mm时,基底表面的等离子体密度约下降20%,不利于金刚石涂层生长。

关键词： 沿空掘巷   窄煤柱   松散煤层   数值模拟   围岩控制。  

摘要： 在高应力松散煤层回采巷道布置过程中,沿空掘巷技术的关键是窄煤柱留设宽度的确定及支护方式的选择。基于谢桥煤矿21316工作面实际地质条件,通过理论计算确定窄煤柱与巷道宽度之和在13.88m范围内才能避开支承压力峰值点,利用数值模拟手段对不同宽度的窄煤柱进行分析,综合巷道围岩应力分布及巷道变形情况,分析确定小煤柱宽度为5m,进一步提出“应力优化-长锚固强化-注浆改性”三位一体控制对策,根据现场条件制定支护方案并进行了成功实践,为类似条件巷道支护提供了借鉴。

关键词： 平面叶栅   端壁开槽抽吸   数值模拟   角区分离  

摘要： 以NACA65-K48型叶栅为研究对象,采用数值模拟的方法,利用UG建立其三维流场模型,ICEMCFD进行结构化网格划分,CFX进行求解计算,研究端壁开槽抽吸对平面叶栅角区分离的控制效果。对比在来流马赫数为0.7、攻角为0°下,不同抽吸位置、不同抽吸流量对叶栅出口截面损失的影响,得出:端壁开槽抽吸能够有效抑制角区分离,减少总压损失,在25%~50%弦长范围开槽作用效果最好;随着抽吸流量的增加,对流动损失的抑制效果先增强后趋于平稳,最佳抽吸流量为进口质量流量的1%。

关键词： Allee效应   渐近稳定性   Leslie-Gower模型   度理论   数值模拟  

摘要： 研究一类具有B-D反应项和Allee效应的改进Leslie-Gower模型正解的性质.首先,运用极大值原理、上下解方法对模型正解进行先验估计,利用线性化算子得到正常数解的渐近稳定性.其次,利用Poincare不等式证明非常数正解的不存在性,进一步,利用Leray-Schauder度理论阐明非常数正解存在的充分条件.最后,通过数值模拟验证常数解的稳定性及Allee效应常数对食饵和捕食者种群密度的影响.

关键词： 大直径泥水盾构   废弃岩渣   壁后注浆   固结试验   地层沉降   数值模拟  

摘要： 为研究废弃岩渣替换商品砂配制的壁后注浆体(岩渣-硬性浆)固结后性质的时变规律及其对地层沉降的影响,采用自制的固结装置进行固结试验,测定浆体弹性模量等性质的时变规律,并采用FLAC3D数值模拟,研究岩渣-硬性浆对地层沉降的影响规律。结果表明:1)岩渣-硬性浆固结完成后,浆体性质发展迅速,起始弹性模量为1~1.4 MPa,3 d后已达到120~160 MPa,相较于刚固结完成时其内摩擦角增长21.8%,黏聚力增长4~5倍;2)相比于普通硬性浆,使用岩渣-硬性浆进行壁后注浆能够有效降低地层沉降,最终沉降值降幅为20%左右,但浆体的固结性质差异基本不会改变地层沉降横向影响范围;3)对比沉降模拟结果与现场实测数据发现,采用固结试验所得的岩渣-硬性浆时变性参数进行地层沉降模拟,可较为准确地反映岩渣-硬性浆填充引起的地层沉降规律,进一步验证了岩渣-硬性浆对地层沉降的控制效果。

关键词： 过滤器   滤网   流场   固相颗粒   数值模拟  

摘要： 过滤器作为管道中众多部件之一,其水力特性至关重要。为了准确了解某Y型过滤器内部流场特点和压降特征,采用多相流数值模拟方法对某Y型过滤器内部流场进行计算,得到了入口流速对压降和最大固相浓度的影响曲线,分析了压力、速度和固相颗粒分布规律。在过滤器内部,由于流体动能转化为压力势能和能量耗散原因,导致流体对固相颗粒的拖曳力降低,小于滤孔直径的固相颗粒主要堆积在滤网内部下端以及滤网和支管内壁之间,且颗粒直径越大,越容易出现大面积堆积,特别是粒径大于0.5 mm时。