VOF与LevelSet耦合的界面计算方法及其对波浪破碎过程的模拟

破碎波浪传播过程的数值模拟是研究波浪破碎特性的重要手段。文章提出了一种用于计算界面的VOF和Level Set耦合算法,从而利用VOF方法质量守恒、Level Set方法能够更准确计算法向量的优点。体积分数采用一种较新的VOF几何方法——isoAdvector方法计算,并在此基础上建立了基于等值面的界面重构算法,Level Set函数通过几何迭代方法进行计算并用于计算法向量。通过溃坝问题的求解,验证了该方法的有效性,并将其应用于波浪在地形上传播破碎问题的求解,与实验结果进行对比,说明该方法可以很好地模拟复杂地形上的波浪传播破碎问题。     

边界条件对柴油机活塞内温度分布计算的影响

为了模拟活塞内的温度分布,必须准确地确定活塞所处的边界条件．将柴油机缸内燃烧、流动和传热数值模拟所得的壁面热流作为活塞顶部的传热边界条件,用有限元法计算了额定工况下G4135柴油机活塞内的温度分布,并与传统的经验半经验公式作为活塞顶部边界条件的计算结果进行了比较．结果表明,采用不同的边界条件,计算所得的活塞顶部最高温度的相对误差较大,只有将数值模拟的壁面热流作为活塞顶部的传热边界条件,才能更精确地模拟活塞内的温度分布．     

桥梁横截面温度分布的研究

随着桥梁结构向大跨、轻型方向发展,尤其是联合梁的使用,使得温度等其它可变荷载对桥梁结构的影响越来越大。由于对温度荷载考虑得不确切而引起的工程事故日益增多,性质也越来越严重,引起了各国学者的高度重视。本文首先讨论了桥梁横截面不同类型的温度分布所造成的温度内力及应力,然后比较了国内外桥规对横截面温度分布的不同界定,最后分析了对真桥横截面温度分布所测到的实际结果,论证了我国新桥规的合理性。     

Li/SF6锅炉反应器内流体的流动结构与温度分布

本文在试验和理论研究基础上,对Li/SF6锅炉反应器内流体的流动结构与温度分布进行了研究,提出了锅炉反应器工作过程的阶段划分方法,并指出了有利于锅炉反应器稳定反应与传热的条件。     

大直径圆柱壳结构与土体相互作用的一种耦合数值模拟方法

对于大直径圆柱壳结构及其土体分别采用壳单元和沿深度分层施加的三维空间弹簧单元进行模拟,推演了一种耦合数值分析方法,综合考虑了土体特性、土体深度及变形情况等因素。采用壳单元和弹簧单元的耦合数值处理可以有效地模拟大直径圆柱壳结构与土体之间的非线性相互作用机制。通过对实际工程的计算,所得到的圆柱壳结构在荷载作用下的受力状态以及位移与变形分布情况等结果均较为理想。     

电除尘器入口气流分布的数值模拟

为了研究电除尘器入口气流分布对电除尘器除尘效率的影响,采用κ-ε双方程模型和SIMPLE算法,对电除尘器流场进行了三维数值模拟.计算结果与实验结果吻合较好,为电除尘器的优化设计提供了参考依据.     

柔性表皮与微沟槽耦合作用减阻效果数值模拟

本文采用粘流数值模拟方法,通过采用Workbench搭建双向流固耦合求解器,对带沟槽的柔性平板减阻效果进行数值模拟研究。数值计算结果表明,沟槽的存在使得柔性平板的减阻效果较光滑柔性平板有所增加,且弹性模量值越小,其增加效果越明显。通过查看相应的柔性平板表面的平板法向位移及应力分布,可以看出沟槽的存在使得沟槽的存在使得柔性平板表面变形量大幅增大,因此流体缓冲效果变好,减阻性能有所增加。     

波浪中远洋船舶耦合运动的数值模拟

利用基于FLAC3D和基于UDEC的2种传统方法对船舶耦合运动进行数值模拟,结果准确性较低。针对上述问题,提出一种新的基于CFD的远洋船舶耦合运动数值模拟研究方法。首先给出船舶耦合运动的假定条件,然后建立反映问题本质的数学模型,接着利用有限体积法对该方程进行离散,最后利用有限差分法对离散后的方程进行求解,完成船舶耦合运动数值模拟。结果表明:与基于FLAC3D和基于UDEC的2种传统方法相比,利用本研究方法对船舶耦合运动进行数值模拟,模拟结果准确性提高6.3%和14.5%,达到了研究目的。     

不规则小空间火灾温度分布规律研究

采用实验建模的方法,对不规则小空间温度分布规律进行了研究;研究表明,这类空间危险高,空间顶棚的温度可能在几秒钟达到几百度的高温,且在几十秒后,整个空间都将处于高温环境之下,最低温度也在100℃之上;同时研究还表明,这类火灾的高温区域首先出现在空间顶棚和侧部墙壁,这对小空间火灾消防提供了参考依据。     

薄膜式液化天然气运输船船体温度分布的研究

本文采用有限元程序ANSYS,选用热分析单元,以一艘138000m3的LNG运输船为研究对象,计算出船体各部分的温度分布及日蒸发率。计算结果表明,LNG船的热维护系统是有效的,计算的日蒸发率值和国外实际测量数据相吻合。     

天津港区硬质黏土切削过程的有限元模拟

硬质黏土的挖掘存在效率低的问题,需要研究该种土质的切削机理.利用数值模拟技术,建立刀齿切削硬质黏土的三维分析模型.土体的本构模型采用非线性弹塑性模型,应用单元损伤失效准则模拟硬质黏土的切屑,并基于显式积分算法实现了硬质黏土全物理过程的数值仿真,分析不同时刻的土体变形状态,得到刀齿的切削荷载.结果表明,对于所选定的硬质黏...     

大型绞吸挖泥船挖岩绞刀切削数值模拟

针对绞刀切削岩石的特点,建立了考虑步进距离和切层厚度的绞刀受力模型,然后分别建立5 000 kW绞刀物理模型和有限元模型。分析了在反刀切削岩石时绞刀的受力情况,绞刀在最大功率时的应力和变形。计算表明,5 000 kW绞刀在设计工况下,最大变形为1.84 mm,最大应力为140.5 MPa,分别满足刚度要求和强度要求,验证了绞刀设计的合理性。     

大温差技术在船舶空调中应用的可行性分析

大温差送风技术已在国内外建筑领域推广,文中针对船舶空调领域实施这一技术的可行性进行初步分析和探讨。基于大温差低温送风在船舶上使用的优势,提出了大温差变风量送风系统方案,通过了对典型舱室进行负荷计算和建立物理模型,并采用CFD数值模拟分析了船舶舱室大温差低温送风下气流组织分布,研究了不同送风温度和不同送风量下的温度和速度场分布云图。结果表明,大温差低温送风技术在船舶空调领域实施是可行的。     

内河挖入式港池回流流速分布规律的数值模拟

采用k-ε双方程湍流数学模型,建立了三维内河挖入式港池数学模型,分析了不同主流流速及不同港池轴线与主流流向的夹角对内河挖入式港池内的水流运动特性的影响,获得了港池内回流流速的分布规律。研究结果表明,垂向流速值随着主流流速的增大也相应增大;回流横轴断面上各测线平均流速从回流中心向两侧逐渐增大。数值计算结果与模型试验的对比分析表明,数值模拟能够较好的模拟内河挖入式港池内的回流运动特性。     

救生艇用柴油机气缸套温度场的计算与分析

针对柴油机气缸套的热负荷问题,以救生艇用2105柴油机的气缸套为研究对象,建立了气缸套温度场的计算模型,讨论了边界条件,在Fluent软件平台上开展了标准工况下2105柴油机气缸套三维温度场的计算.计算结果表明,等温线的分布是轴对称的,整个温度场分布是由上至下逐渐变低,其中顶面最高,中间冷却水处最低,上部温差沿轴向方向较大,下部温度分布比较均匀;整个缸套温度最高点位于缸套顶部内侧.从计算结果看,该气缸套温度分布合理,最高温度为511 K,热负荷不大.     

船用EH36板两层两道焊接温度场分布

运用大型有限元分析软件Abaqus,对船用钢板EH36平板CO2气体保护焊的温度场进行三维动态分析。以8 mm EH36平板为研究对象,考虑材料的热物理性能和对流、辐射散热的影响,建立Y型坡口对接两层两道焊模型,利用过渡网格技术划分网格,采用双椭球热源模型和"单元生死"技术实现焊缝填充的动态过程。得到EH36温度场的分布规律,并研究层间冷却时间对焊接温度场的影响。     

基于自适应遗传算法的总体舰船维修费分配

将舰船维修费按照装备维修计划结构分为九项,以该九项费用在舰船维修费总量中所占的比例为自变量,舰船维修费总体效益为因变量,提出通过回归分析方法,建立舰船维修费总体效益与各项费用所占比例之间的函数关系,进而建立总体舰船维修费的分配优化模型。     

淹没高压射流垂直切削硬质黏土数值与试验研究

针对淹没高压水射流对硬质黏土进行切削的问题,基于耦合的欧拉-拉格朗日方法,引入射流经过淹没水域发生速度衰减规律,建立有限元模型对切削效果进行分析研究,最后通过室内试验加以验证。该方法集合了欧拉算法和拉格朗日算法的优点,适用于射流和土体之间流固耦合的分析计算,其中,水体采用欧拉算法,土体采用拉格朗日算法,水土的接触面可被精确捕捉。数值结果显示,高压射流作用下,硬质黏土切削深度随切削速度的增大而减小,随射流压力的增大而增大。并与试验结果进行定量对比,两者较为吻合。该模型较好地模拟了淹没条件下高压射流对硬质黏土的切削过程,为解决这一问题提供了新的思路。     

应用ANSYS软件二次开发进行坞式船闸施工期温度及温度应力仿真分析

针对船闸水工结构中大体积混凝土施工期温度及温度应力问题,通过对有限元软件ANSYS进行二次开发,利用VB语言设计出方便的图形化参数输入界面,结合软件自带的APDL语言,自动完成分析全过程,使得复杂的全过程仿真分析趋于简洁化、高效化、实用化、能更好地应用于工程实践,解决实际工程问题。对一典型坞式闸室的温度及温度应力进行了计算分析,为工程技术人员提供参考。