科里奥利质量流量计疲劳寿命评估的数值分析和试验

为了评估科里奥利质量流量计（CMF）的疲劳寿命，以某新型CMF为研究对象，采用有限元方法对其力学特性和疲劳行为进行分析。在此基础上，设计评估该型CMF疲劳寿命的试验平台，并进行疲劳试验。根据数值分析结果和试验结果获得CMF的位移疲劳寿命计算公式，评估该新型CMF的疲劳寿命，并确认其安全性。研究结果能验证该数值分析和试验方法的可行性和可靠性，有助于提高我国CMF的设计和制造水平。     

半潜式浮基风电平台设计及波浪动力响应分析

为了开发深海风能资源,研究浮基风电平台在波浪中的响应特性,设计了一种半潜式浮基风电平台。应用ADINA软件,采用边界造波方法、ALE动网格方法以及网格变疏增大数值黏性的消波方法构建了数值波浪水池,对ITTC半潜式平台在规则波作用下动力响应进行了数值模拟,通过与该平台的模型试验数据进行比较,验证了数值模拟方法的准确性。而后对一种新型的浮基风电平台在波浪中的运动进行了数值研究,给出了风电浮基平台在不同水深、不同波高波浪周期情况下横摇、纵摇时程曲线。数值计算结果将有助于了解浮基风电平台塔架顶端的运动、位移和受力,为海上风机系统的设计提供合理的荷载参数。     

新型小水线面穿浪双体船的阻力性能研究

为了研究某新船型的开发以及快速性问题,本文提出并介绍了一种新型小水线面穿浪杂交双体船的构型,首先对其开展了相关的模型拖曳试验,然后基于RANS方法、数值水池以及6-DOF运动模型的数值模拟方法对该船型的阻力性能进行数值计算,通过与试验结果的对比,验证了该数值模拟方法的可行性;同时对该船型在其他不同工况下的阻力性能也进行了数值计算,并对排水量和主尺度相似的WPC和SWATH也进行了数值计算,研究结果表明:对比不同工况下该船型的数值计算结果,发现正浮时的阻力、升沉以及纵倾角都要小于有初始纵倾角的值;在中低速时三种船型的无因次阻力、纵倾角以及无因次升沉差别很小,高速时该杂交双体船的无因次阻力、纵倾角以及无因次升沉都要小于WPC以及SWATH,从而说明了该船型在高速时具有优于同排水量和主尺度的WPC和SWATH的阻力性能。     

二维机翼非定常空泡的数值模拟研究

应用商业软件Fluent对二维翼的空泡数值模拟方法进行了研究,首先考察了湍流模型以及不可凝结气体分数对空泡数值预报结果的影响,得到了可行的空泡数值模拟方法,随后应用该方法对不同攻角、不同空泡数下的二维翼空泡进行了数值模拟,分析了升力系数和阻力系数的变化情况,结合已有的试验数据验证,表明该方法可以定性评估二维翼的空泡性能。     

新型防波堤消浪特性数值模型的建立与验证

为探究新型圆弧护面透空式防波堤的水动力特性,建立三维数值波浪水槽,对其开展模拟研究工作。本文从模型的建立、自由面追踪技术和方程的离散求解等方面对数学模型进行了详细的阐述,利用实验数据对计算结果进行了验证,验证结果表明,该数值模拟方法的计算结果与实验数据有很好的相关性,证明本文构建的数值模型可以用于防波堤的波浪结构特点分析和附近的流场计算研究。     

采用面向对象有限元法程序分析逆作法施工

将现代软件工程方法（面向对象方法）与有限元方法结合起来,开发了对逆作法施工进行数值模拟分析的面向对象三维有限元分析软件。其中土体力学本构模型采用修正剑桥模型,并且用试验数据进行了程序验证。然后用该程序对某市人防工程逆作法施工进行了数值模拟计算分析,通过两方案比较,最后提出有关施工建议。     

新型油船操纵运动数值模拟

新船艇在制造之前要进行操纵性预报,而数值模拟现成为预报中一种较可靠方法。为了研究一艘新型万吨油船的操纵性,采用分离性数学模型(MMG),结合船艇粘性水动力性能特点,构建船艇操纵运动模拟模型,运用4阶龙格-库塔(Runge-Kutta)数值方法求解该微分方程。基于该综合集成方法,对该新油船在满载条件下的定常回转试验、Z形试验等自航模操纵运动进行数值模拟,并将数值模拟结果同该船的自航模试验进行比较,模拟结果与试验数值较吻合。研究表明,利用文中的数值模拟法可以有效实现该新油船操纵运动模拟和操纵性预报。     

带入口旋流器的文丘利调风器出口流场的流动特性分析

针对一种带入口旋流器的新型文丘利调风器出口流场进行了数值模拟,数值模拟结果与常规文丘利调风器出口流场数值模拟结果进行了对比分析,所得预测分析结果为这种带入口旋流器的新型文丘利调风器的应用提供了设计依据.     

新型捕能消波浮式防波堤数值模拟与试验研究

采用数值模拟和物理试验研究方法,研究了新型捕能消波浮式防波堤savonius型桨叶两种布置形式的捕能及消波性能。利用STAR-CCM+数值仿真软件,通过调用重叠网格、时间二阶离散、增加数值迭代的方法,建立了浮式防波堤三维水动力模型并进行数值模拟。研制了该防波堤物理试验系统,测试浮式防波堤捕能消波性能,综合分析数值模拟与物理试验的结果。结果表明,该新型浮式防波堤在桨叶转动频率与波浪频率相近时捕能功率最大,桨叶并列布置方式的消波性能比桨叶垂直布置方式更为优越。     

聚能战斗部对双层靶板结构毁伤的数值模拟研究

新型聚能装药战斗部是高效毁伤战斗部的发展方向之一,已成为各国研究的重点。利用LS-DYNA软件,对聚能战斗部侵彻过程进行数值模拟,提出一种利用相对侵彻深度定义结构毁伤等级,进而表征聚能战斗部毁伤能力等级的评估方法,并利用实爆试验测量的穿孔大小和侵彻深度对数值模拟结果进行验证,该研究方法能够为设计新型聚能装药战斗部提供参考。     

自升式平台管结构碰撞损伤机理研究

文章以自升式海洋平台桩腿直管结构为研究对象,采用简化解析法和有限元数值仿真法对其在侧向冲击载荷作用下的变形机理进行了研究。文中首先基于前期试验,对管结构的变形模式进行了简化,并利用塑性力学理论求解出管结构的碰撞力与撞深解析表达式。然后利用有限元软件ABAQUS,对管结构的动态响应进行了数值模拟,将得到的碰撞力与撞深曲线与解析结果对比,以此验证文中解析方法的准确性。该文的研究成果可以为大型平台结构碰撞性能研究提供技术支撑。     

基于数值仿真的拖轮拖带沉管浮运航道宽度设计

针对拖轮拖带沉管浮运航道宽度的既有设计方法具有局限性的问题,基于数值仿真进行了浮运航道宽度设计的研究.采用数值仿真模拟结果计算的深中通道沉管浮运航道宽度随拖轮就位时间增加而增加、随纠偏力增大而变小,较参考《海港总体设计规范》计算数值小约17 m.基于数值仿真的浮运航道宽度设计方法考虑了拖轮协同操纵因素,丰富了拖轮拖带沉...     

基于Jmatpro的高频感应弯板成型研究

针对有限元分析中缺少材料的高温物理性能数据问题,文中结合实例阐述了基于Jmatpro的高频感应弯板成型在数值模拟仿真中的应用。首先,介绍了一种新的钢板热成型工艺以及如何应用Jmatpro对45号钢的热物理性能进行分析并加以修正;然后根据高频感应弯板成型的仿真结果与实验数据进行了对比分析验证;为以后的焊接等各种热处理工艺和仿真提供了相关热物理参数和相应指导,具有一定的理论和实际意义。     

基于γ界面捕捉模型的近场水下爆炸数值模拟

随着对水下爆炸现象研究的逐步深入,近场水下爆炸的数值模拟研究越来越受到重视。近场水下爆炸数值模拟当中的主要难点在于多相流运动以及界面捕捉方法的研究。文章提出一种较为稳定的近场水下爆炸数值模拟方法,其包含了五阶WENO重构以及HLLC近似黎曼求解器的格式,对于多相流界面的捕捉方法基于γ模型。文中的求解格式通过了一维激波管问题以及二维轴对称问题的验证,计算结果与理论解和实验结果吻合较好。在此基础上将该方法推广到近场水下爆炸过程中冲击波传播以及近水面爆炸现象的模拟,模拟结果较为满意。该文的研究方法能够为后续的近场水下爆炸过程中的空泡以及水射流的研究提供指导。     

基于SPH方法的连续式破冰数值模拟

根据海冰的力学性质,采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法建立海冰本构模型,模拟冰锥实验并与实验结果对比,对冰材料模型准确性进行验证.利用显式动力分析软件LS-DYNA模拟破冰船连续式破冰,得到了海冰的损伤变形和破冰阻力,同时研究了船舶航速和海冰厚度等参数对冰载荷的影响.分析研究表明:应用SPH方法建立的海冰模型能够真实的反映海冰的力学性能,对连续式破冰过程实现较为准确的模拟,为船冰碰撞的数值模拟提供了新思路.     

架空直立式码头结构三维数值塑性破坏分析

利用有限元法对性质复杂的混凝土结构——架空直立式码头进行塑性破坏分析，其中包括根据室内模型试验得到的混凝土参数，利用有限元软件进行数值模拟分析；结合重庆市寸滩码头模型试验资料，对数值模拟结果进行对比分析。结果表明：码头结构在受到顶层撞击力后最先破坏的是结构底层的联系梁；随着撞击荷载的增大，结构上部的纵撑、横撑两端均出现不同程度的开裂区，但整个结构未出现较大位移，表明此种结构具有较强的塑性变形能力，符合框架结构的设计原则，与试验数据比较吻合。     

海底埋设管线平管起吊运动分析

基于有限元软件OrcaFlex,充分考虑不规则波浪、海流、管土相互作用以及船舶管线耦合运动,建立海底埋设管线平管起吊模型。参考DNV-RP-F110计算埋深管道受到的土壤阻力,依据DNV-RP-C205确定相关水动力系数。通过数值模拟研究分析管线在平管起吊过程中管道的运动响应以及吊绳张力的时间历程变化,为实际海底管线平管起吊提供一定理论参考。     

碰撞/搁浅事故中船体强桁材结构损伤机理解析预报方法研究

随着航运业的快速发展,海上航行的船舶越来越多.尽管人们做了许多努力避免海上意外事故的发生,但海难事故依然不可避免.为了降低上述事故造成的损失,需要在设计阶段快速并准确地预报船舶的结构耐撞性.本文以强桁材结构为研究对象,通过开展准静态冲压试验及相应的数值仿真,分析强桁材结构在面内冲压载荷作用下的变形机理,并基于试验与仿真所得到的结构变形特点,提出强桁材面内受压时的变形模式.以此为基础,运用塑性力学理论,推导出结构变形能、瞬时结构变形抗力及平均结构变形抗力的解析预报公式,并将计算结果与试验结果进行比较验证.研究得到的结构面内受压变形能和抗力解析计算公式,可以快速评估事故载荷下结构的响应情况,包括结构变形阻力及能量耗散,具有使用方便,计算速度快,计算结果相对可靠的优点,对船体耐撞结构设计及抗撞性能评估具有一定的指导意义.     

船用柴油机磁场仿真计算及验证

介绍了采用电磁场数值计算方法,利用有限元分析软件ANSYS对柴油机磁场进行仿真计算的过程,并将计算结果与实验测量的数据进行了比较,说明该方法完全可以用于工程实践.     

电子设备热设计在仿真软件中的运用

应用热分析技术,能够在产品设计阶段获得其温度分布,从而优化设计,提高产品的可靠性,延长其使用寿命。该文以19吋2U电子产品的热设计为例,介绍了用Ansys软件的热分析功能进行辅助热分析的数值方法和热分析软件的特点,通过仿真分析,预测产品内部的热量分布和气流分布情况,并把仿真结果与实验值进行了比较,验证了方法的正确性。根据分析结果优化相应的设计参数,合理调整设计布局,可以找到最佳的设计方案。阐述了Ansys仿真技术的特点和一般应用方法。