Bi-phasic Simulation of Metal Injection Moulding： Constitutive Determinations

IntroductionMetalinjectionmolding (MIM )isexpectedtobeveryefficienttoproducesmalland 3Dcomplicatedpartsinlargeseries .Thistechnologycombinesthewell knownpolymerinjectionmouldingandpowdermetallurgytechnology .AnMIM processincludesfourmainstages[1,2 ] :them…     

A New Explicit Algorithm for Bi-Phasic Mixture Flow in MIM

Metal injection moulding (MIM) is a new technology to manufacture small intricate parts in large quantity. Numerical simulation plays an important role in its development. To predict the specific segregation effect in MIM injection, mixture theory is adopted to model the injection flow by a bi-phasic model. This model conducts to the solution of two-coupled Stokes equations. It is an extremely computational consuming solution in the scope of the traditional algorithms, which induce a serious challenge to cost-effectivity of the MIM simulation. Referred to some methods proposed by Lewis in mono-phasic simulation and the implicit algorithms in MIM simulation, a new explicit algorithm is proposed and realized to perform efficiently this type of bi-phasic flow. Numerically this algorithm is devised to perform the simulation in a fully uncoupled manner except for a global solution of the pressure field in each time step. The physical coupling is taken into account in a sequential pattern by fractional steps. This special algorithm does not need any iteration, so it is straightforward and robust, suitable for MIM simulation and other sorts of simulations for multi-phasic flow.     

微尺度下气体在过渡区内流动的格子Boltzmann模拟

为研究微尺度下气体在过渡区内的流动特性,基于气体动理学及Knudsen层效应理论,推导了Knudsen数与无量纲松弛时间的关系;应用Succi的边界处理方法和广义二阶滑移边界条件,推导了壁面滑移速度和反弹比例系数的计算公式,建立了适用于过渡区微尺度气体流动的格子Boltzmann模型,并应用该模型对过渡区内微尺度Poiseuille流动进行模拟.结果表明,当稀薄参数取1.64时,计算得到的无量纲速度剖面在整个过渡区与Karniadakis给出的无量纲速度剖面吻合较好,无量纲速度分布在过渡区基本上保持为抛物线形状,边界上的无量纲滑移速度随着Knudsen数的增加而增大,中心线上的无量纲速度随着Knudsen数的增加而减小.      

���ڳ�ͻ����ij��н���ڻ��ǻ������������ģ�͵�ʵ��

针对中国城市交通以机动车、非机动车和行人所组成的混合交通流为主的现状,用连续微观仿真模型进行仿真将能够更加真实地描述交叉口机非混合流系统的复杂性. 本文对一种基于交叉口冲突点检测方法的新型连续微观仿真模型进行了简单介绍,并针对该模型提出了详细的计算机仿真实现方法. 之后,针对典型的机非混合交叉口给出了详细的仿真算例,并与实际观测值进行了比较分析. 结果表明,仿真数据对于观测数据具有很好的拟合度,从而表明该仿真模型能够较好地反映机非混合交叉口系统的真实复杂特性.     

Gas turbulence modulation model for gas-solid flows in two-fluid approach

Turbulence enhancement by particle wake effect is studied by numerical simulation of gas turbulent flows passing over particle under various particle sizes, inlet gas velocities, gas viscosity, gas density and the distance of particles. By performing dimension analysis and using the form of gas-particle interaction source term for reference, a new semi-empirical turbulence enhancement model by the particle-wake effect is proposed. The turbulence model is then incorporated into second-order moment model for simulating gas-particle flows in a horizontal channel with different wall roughness and a sudden-expansion chamber. The results show that this model is with higher calculating accuracy than another two turbulence models in comparison with the experimental results.     

在线跟踪时变最佳滑移率的汽车ABS仿真

最佳滑移率的确定是汽车防抱死系统研究的关键技术之一。针对影响最佳滑移率的因素,设计了车轮状态观测器,提出了一种最佳滑移率估算方法,并将这种方法运用在汽车防抱死系统模糊自整定PID参数控制中。结合汽车动力学模型,在单一路面和跃变路面上进行基于MATLAB/Simulink的制动模拟试验。结果表明,实际滑移率能迅速跟踪时变最佳滑移率,跟随性良好。相比常规的将不同路面最佳滑移率设为定值的ABS控制器,该方法控制精度较高,汽车获得的制动性能较好。     

Design and Simulation of Signal Phase for Pedestrians' Twice Crossing at Large Signalized Intersections

Under conditions of mixed traffic, pedestrians' twice crossing (PTC) is one of the effective maneuvers for signalized intersections with particularly large size to enhance traffic safety and efficiency by decreasing conflicts and ambiguity of pedestrians and motorized vehicles. However, it will lead to diminishing of vehicles throughput if the signal phase for PTC is not properly designed. In this paper, a method to design signal phase for PTC at large signalized intersections is proposed. The method is aimed at coordinating pedestrian and vehicle signal phases by making them overlap and by combining them. A limiting factor of the method is also presented, after detailed schemes of pedestrian signal phase being worked out under different assumptions of original vehicle signals and setting conditions for PTC. In order to compare the optional schemes of pedestrian signal phase, an evaluation model with regard to pedestrians' waiting time at different waiting zones and a simulation model to implement the evaluation are constructed. The proposed method and models are also employed to analyze the schemes of signal phase for PTC at a practical signalized intersection.     

溶质原子晶界偏聚动力学模型

本文在现有晶界偏聚热力学和动力学模型的基础上，根据热力学定律、非克扩散定律及局部平衡理论，溶质原子晶界偏聚动力学模型。该模型既适合于平衡偏聚或非平衡偏聚的动力学计算，也适合于混合偏聚（平衡偏聚＋非平衡偏聚）的动力学计算。计算结果和有关实测结果基本符合。     

基于双层协作机制的双向行人流仿真模型

针对现有行人仿真模型在行为特性表示不全面和建筑物空间结构表达、空间单元状态的动态存储及转换、仿真过程及结果可视化等方面存在的缺陷,提出了基于双层协作机制的双向行人流仿真模型.通过对南京地铁新街口站换乘通道内行人行为的实地观测,全面分析了行人在双向通道内的行为特征.在模型中的通道环境层,利用GIS技术进行栅格化并存入空间数据库,在仿真输出阶段应用可视化引擎将场景输出至图形界面;在行人行为层,基于Multi-agent和CA理论建立行人行为决策模型,构建的智能体考虑了行人个体特性和行为.通过计算机仿真,揭示了平均速度与仿真时间步、行人密度的关系.模型成功再现通道内双向行人流的编队成行及相变现象.      

��������˶��ι����ź���λ���������о�

二次过街信号设计对于行人通过大型信号交叉口具有非常重要的作用。本文提出了行人信号相位与原机动车信号相位进行叠加组合的相位设计方法，并分析了在不同的机动车信号相位条件下和二次过街设置方式下的行人信号相位设计方案。为对可选信号相位设计方案进行比较，本文构建了各周期内各驻足区行人平均最长等待时间模型，并建立了评价行人二次过街信号相位设计方案的仿真分析模型。最后针对一个实际交叉口，应用提出的信号相位设计方法和仿真模型进行了分析研究。     

带水平滑移层框架空心砖填充墙的平面外稳定性

空心砖填充墙体内设置水平滑移层,能削弱墙充墙的斜撑作用,可有效减轻空心砖填充墙的破坏程度.为研究设置水平滑移层框架空心砖填充墙体的平面外稳定性,分析了填充墙平面外破坏模式,基于设置水平滑移层框架空心砖填充墙的平面内拟静力试验,建立设置水平滑移层和未设置水平滑移层的框架空心砖填充墙的有限元模型,开展了平面外数值模拟的对比分析.结果表明：水平滑移层会降低墙体整体性,削弱周边框架对墙体的约束作用;与未设置滑移层的普通填充墙相比,设置水平滑移层的填充墙在平面外荷载作用下的破坏程度增加,平面外位移和刚度退化速率增大,平面外开裂荷载降低43.1%,峰值荷载降低22.2%;设置水平滑移层的填充墙在不同抗震设防烈度的多遇和罕遇地震作用下,墙体平面外承载力大于按规范计算要求的平面外承载力,满足规范要求.     

车路协同环境下混合交通群体智能仿真与测试研究综述

归纳了车路协同及其仿真测试技术的发展历程,并结合典型仿真结果探讨了萌芽期、起步期、发展期阶段下的仿真需求、经典方法与技术瓶颈;在此基础上,提出了基于交通主体建模、群体行为仿真、测试结果分析的3层新型虚实交互仿真测试架构;针对混合交通主体仿真需求构建了异构交通主体模型,解析了混合交通运行机理,以此作为仿真系统底层模型支撑;结合设计的虚实交互仿真测试架构,突破了混合交通群体智能场景生成技术,提出了混合交通群体智能仿真方法;在此基础上,选取交叉口和路段典型交通场景,开展了不同群体智能决策控制方法的仿真试验,以验证所提方法的效能;最后,总结了车路协同的未来发展方向和相关建议。研究结果表明:相比于传统仿真测试方法,提出的虚实交互仿真测试方法的系统仿真粒度从500 ms减小到100 ms以内,仿真规模从9个节点和500个交通主体提升到150个节点和2 000个交通主体,仿真场景数量由36个扩展到98个,实现了异构交通主体渗透率0~100%动态可调,有效提高了车路协同混合交通仿真测试的效率、规模和覆盖度;目前新型混合交通环境下车路协同仿真测试需求快速朝着群体化、智能化、规模化演变,开展基于虚实交互和运行环境数据模拟的车路协同群体智能仿真测试方法技术研究,将有力推动下一代智能交通系统的发展。      

����Ԫ���Զ����Ľ���ڷ���ƽ̨�о�

元胞自动机是研究交通仿真的强有力工具。但以往的元胞自动机模型都对交通的局部规则进行大量简化,这种简化用于描述路段的车流规律是可行的,却很难真实反映交叉口复杂的车流运行状态。鉴于此,本文提出新的无信号交叉口二维元胞自动机模型。该模型的特点在于:(1)细化了元胞自动机交叉口模型;(2)引进了驾驶员在交叉口的微观行为模型,如车辆饱和流,跟车模型,穿越冲突交通流临界间隙理论等。这使得模型能充分考虑交叉口中各方向车流的冲突影响,更加真实地反映交叉口的车流规律。在此基础上,本文建立了一个单交叉口的仿真平台,经检验该平台是合理有效的。     

基于遗传算法的城市单交叉路口信号动态控制

针对单交叉路口多相位交通流建立一种实时动态模型,并根据不同时刻的不同车流量, 选择最优相位配时和相位顺序.提出一种实时遗传算法优化配时控制方法,通过对本周期及前 一周期的车流量进行实时测量,采用线性预估方法,对下一周期的车流量进行预估,以最大通行能力为路口模型控制性能指标,从而确定下一周期的相位配时方案.采用MATLAB语言编程 进行实时仿真试验,结果表明,算法实时性好,运行稳定.     

基于新型拉伸装置的根-土复合体抗拉强度

为了研究植物根系在阻止边坡土体开裂中的作用机理,通过自主研制的一套单轴拉伸试验装置(由加载模块、数字控制模块、数据采集模块、制样模具4部分组成,可准确地获取测试材料的全过程位移-拉应力关系曲线和抗拉强度)定量地研究根系对土体抗拉强度的增强作用.?使用所研制的拉伸装置开展了不同含根量下灌木植物胡枝子根-土复合体的直接拉伸...     

遗传算法在城市单交叉路口信号动态控制中的研究及应用

提出一种实时遗传算法优化配时控制方法,对单交叉路口多相位交通流建立一种实时动态模型,根据不同时刻的不同车流量,选择最优相位配时和相位顺序,通过对本周期及前一周期的车流量进行实时测量,采用线性预估方法,对下一周期的车流量进行预估,以最大通行能力为路口模型控制性能指标,从而确定下一周期的相位配时方案。最后在原模型的基础上作为改进模型的例子融入了延误时间,得到了新的目标函数。采用C语言编程进行实时仿真试验,结果表明,算法实时性好,运行稳定。     

纳观尺度沥青相态力学特性老化行为

选取原样、短期老化和长期老化的基质沥青与SBS改性沥青为研究对象, 利用原子力显微技术的定量纳米力学(QNM)性质功能模块测试了沥青纳观相态的力学性质; 利用Nano Scope Analysis软件对沥青相态力学图像进行量化分析, 重点分析了相态模量和黏附力这2个指标; 采用细观力学领域中的Halpin-Tsai模型研究了沥青多相态力学性质的复合行为, 并探究了纳观尺度沥青相态力学特性的老化行为。分析结果表明: 基质沥青中蜂形相态和基质相态的纳观模量分别集中在600.0和18.3 MPa, 纳观黏附力分别集中在10.3和18.6 nN; SBS改性沥青中蜂形相态和基质相态的纳观模量分别集中在899和35 MPa, 纳观黏附力分别集中在30.2和38.4 nN; 对于基质沥青, 原样、短期老化和长期老化沥青的复合模量分别为111、138和187 MPa, 复合黏附力分别为16.7、14.3和4.2 nN; 对于SBS改性沥青, 原样、短期老化和长期老化沥青的复合模量分别为158、313和547 MPa, 复合黏附力分别为32.2、35.0和15.8 nN; 沥青纳观相态结构中, 蜂形相态属于高模量、低黏附力相态, 而基质相态属于低模量、高黏附力相态; SBS改性沥青的相态模量与黏附力显著高于基质沥青; 随着老化程度的增加, 沥青相态的力学性质发生变化, 且不同相态的老化行为存在显著差异; 采用QNM技术可有效辨别纳观尺度沥青相态的力学特性, Halpin-Tsai模型可用于量化沥青相态力学性质的复合行为。      

城市四交叉路口交通引导仿真系统

基于城市道路交通的拥挤和阻塞主要表现在若干个交叉路口的事实，提出了以四交叉路口为对象的交通引导仿真系统模型框架，并讨论了实际选取交叉路口应考虑的三个方面的因素。如果把每个交叉路口的车流看作排队事件，不同交叉路口的车流事件会发生冲突。轮询各个交叉路口的车流排队事件，用事件驱动状态转移与专家系统技术相结合的方法来疏解事件冲突，做出调整交通引导的决策。同时给出了仿真系统模型的目标、功能以及交叉口、车道、信号相位、信号周期等系统状态的描述。     

ƽ���źŽ������ת������΢�۷���ģ�͵��о�

混合交通是我国城市交通的主要特征，特别是在平面信号交叉口。同相位不同方向行驶的机动车和自行车之间产生大量的干扰，严重影响了交叉口的通行能力，增加了安全隐患，给交通管理带来了难以治理的问题。微观行为模型是研究机非混合交通的有效工具，本文基于三相位信号控制交叉口处的机非混合交通问题，分析了影响机动车右转弯通过交叉口的主要因素，建立了右转机动车在信号交叉口内穿越直行自行车的微观行为模型和自由行驶模型，并利用实测数据对模型参数进行了标定，验证了模型的有效性。该模型揭示了信号交叉口处的机非干扰机理，为进一步研究混合交通条件下机动车的微观行为模型提供了一种方便、高效的仿真分析手段。     

矩形单元内癸酸熔化特性的数值模拟与实验

采用焓-多孔介质模型模拟右侧恒温加热的矩形单元内癸酸熔化过程,实验中相变单元前后均设置玻璃观察窗,通过拍照法捕捉相界面位置,验证了模拟计算的准确性,在此基础上,研究了癸酸在不同边界温度条件下熔化时矩形单元内温度分布及相界面变化情况,并分析了癸酸熔化平均努谢尔特数及熔化速率的变化规律.结果表明:平均努谢尔特数随傅里叶数增加逐渐下降,且下降速率渐缓;熔化速率随壁温单调增加,熔化分数与斯蒂芬数、瑞利数、傅里叶数成指数关系,指数系数分别为0.6635、0.1906、0.8535.