铸件凝固过程温度场的数值模拟

本文在概要讨论不稳定热交换过程机理的基础上，给出了热传导微分方程，及其有限元解，从而建立了铸件凝固过程温度场的数学模型。并对相关问题进行讨论。最后末文通过缩孔和缩松缺陷的预测对数值模拟的结果进行了例证。     

三维铸件凝固模拟软件的研制

开发了铸伯凝固模拟分析软件包ＳｉｍｕＣＡＤ，包括三维实体几何造型，热物性数据库管理，水力充填和温度场计算、后处理显示等模块。     

铸钢件铸造工艺CAD和凝固过程模拟工艺优化软件的研究

本文在综述国内外铸钢件铸造工艺CAD和凝固模拟发展的基础上,研究提出了研制开发该软件的必要性及各模块的功能、特点、主要的研究内容和实践经验。     

基于ANSYS的铝合金定向凝固磁场分布数值模拟

采用ANSYS有限元分析软件对铝合金脉冲磁场定向凝固磁场分布作了数值模拟,得到了凝固过程中的磁场分布状态。结果表明:在试样中心附近磁感应强度较强,而在端部较弱。模拟结果和实验测得结果相符合。通过数值模拟,不仅可以初步了解凝固过程中的磁场分布状态,而且有助于进一步研究凝固组织细化的原因。     

钢轨铝热焊接过程的数值模拟及工艺优化

采用三维软件建立铝热焊接浇注模型,对钢液的充型和凝固过程进行数值模拟,研究了在铝热焊接钢液充型过程的流场和凝固过程的凝固场;基于模拟结果,对焊接工艺进行调整和优化,并进行了试验验证.结果表明,数值模拟可以直观地描述铝热焊接过程中钢液充型和凝固阶段的流场、温度场分布,并能进行缺陷预测;焊缝轨腰中部为最后凝固区域,易在收缩...     

280柴油机铸造机体凝固模拟及工艺优化

应用MAGMA软件模拟计算了280机体的充填、凝固和冷却过程，模拟结果认为原方案冒口根部、螺栓孔部位存在缩孔、缩松缺陷的可能性较大。优化方案采取螺栓孔部位放置冷铁、缩小冒口尺寸、提高孕育效果和石墨化程度等措施，消除了缺陷产生的可能性。按此方案生产的机体，加工后螺栓孔部位均未发现有孔洞缺陷存在，铸件质量明显提高。     

地铁阻塞通风的数值模拟

提出了模拟地铁通风的数学模型，采用一维不可压缩非定常流动模型的有限差分法发展和完善了地铁空气流动的数值计算方法，在流动模型中，考虑了空气与列闭隧道壁之间的摩擦。隧道横断面变化，隧道与竖井接口等变化，并对地铁内热源进行了分析，如列车运行产热，照明及辅助设备产热，人员散热等。对实际工程中最不利阻塞工况通风方案进行了模拟与分析，提出了最恶劣阻塞情况下保证空调冷凝器正常工作的通风措施和机械通风的合理配置，研究成果为地铁环控设计与研究提供了可靠的理论依据和有力的工具。     

全风化岩石隧道洞口段施工过程的三维数值模拟

某隧道洞口段岩性为全风化石英片岩夹变粒岩,节理裂隙发育,岩体较破碎,质地较软,洞身稳定性差,易坍塌。针对该隧道洞口段的具体地质条件,对隧道支护设计参数及施工方法进行三维数值模拟,分析开挖过程中围岩及支护结构的变形和受力特征,为隧道安全施工提供科学依据。     

清筛机忱下导槽的凝固模拟及热裂分析

通过采用ＳｉｍｕＣＡＤ工艺设计和凝固分析软件对枕下导槽进行凝固模拟分析，改进了铸造工艺，使铸件凝过程中的温度场更合理，较好地解决了长期存在的导槽与法兰交接处的铸造热裂问题。     

扁坦大跨隧道施工过程的三维数值模拟

大水沟隧道是锦屏水电站上线公路的最后一座隧道,最大开挖跨度达16.4 m,高跨比仅有0.57,进口段埋深浅且存在偏压.根据大跨扁平隧道的受力和变形特点,在施工时采用密排多层小导管注浆超前支护加固围岩、台阶法开挖并及时进行支护.施工过程的三维数值模拟结果及隧道变形监测结果都表明,所采用的施工方案是合理的,保证了施工安全.     

浅埋暗挖地铁站厅施工过程的三维数值模拟分析

针对广州地铁5号线某车站西侧站厅隧道超浅埋、地层上软下硬的特点,利用FLAC3D软件对站厅隧道及与之相交的斜通道平直段的施工全过程进行三维数值模拟计算。通过对3种不同施工方案所引起的地表沉降、拱顶下沉、塑性区分布情况的对比分析,确定最优的施工方案,指导工程施工。     

裂纹扩展过程的数值模拟

着重讨论了裂纹扩展过程模拟中的有限元分析技术，提出一种高精度和高效率有限元计算的网格动态重新划分策略，利用能量释放率准则和节点力释放的方法，模拟裂纹的传播过程。研究指出了有限元模拟技术对裂纹传播问题的有效性及其实用价值。     

广州东湖车站暗挖段施工三维动态过程数值模拟分析

广州市轨道交通6号线浔峰岗至燕塘段东湖车站暗挖段,采用三维空间数值模拟计算方法对东湖车站管棚超前预支护中洞法施工方案的施工动态进行数值模拟计算,以确定施工过程中的安全性及稳定性,对现场施工提出建议以指导施工。     

蠕虫状石墨铸铁的炉前控制及凝固规律探讨

本文介绍了蠕铁的生产条件及其方法，并着重对蠕铁的炉前控制技术和的凝固的基本规律进行了探讨，总结出了稳定蠕铁生产的有效参数和控制手段。     

高速列车通过隧道的三维数值模拟

通过有限体积法求解三维可压缩Navier Stokes方程,对高速列车突入隧道所引起的瞬变压力场进行数值模拟。采用低存储、低耗散和低弥散的龙格 库塔法(简称LDDRK法)对方程进行高精度的显式双时间步长离散,使用条件化预处理和人工压缩相结合的方法消除了低马赫数时在方程中所产生的"刚性",并改善了方程的收敛速度。采用分区重叠网格和滑移界面对流场进行离散,同时使用"挖洞技术"和三线性插值以进行各区域之间的信息传递,从而较好地解决了运动物体问题(单或多个运动物体均可)和各区域之间的藕合问题。     

隧道火灾三维数值模拟的瞬态分析

用连续方程、动量方程、能量方程及气体组分方程描述隧道内气流流动状态,采用湍流粘性系数模型中考虑浮力影响的湍流模型方程(K-ε方程),对某实验隧道火灾进行三维数值模拟瞬态分析,研究隧道火灾特性和烟气的速度场及温度场发展规律。研究结果表明,在横截面上先被加热的是拱顶,随着时间推移,高温烟气不断对其进行对流换热,整个横截面温度逐渐升高,且分布发生变化,经过一定时间后,分布形式基本确定,并向稳态逼近。采用3 m.s-1的机械通风,隧道内没有出现烟气逆流区,很好地抑制了气流的回流,满足隧道火灾通风要求,为上游人员及车辆逃离提供了气流通道。     

地铁车站内列车火灾的三维数值模拟

发生火灾时为乘客营造安全的撤离路径是地铁车站环控系统的重要任务.针对地铁车站环境控制系统设计中常用的两种紧急通风模式,使用计算流体力学(CFD)的方法,采用重正化群(RNG)k-ε双方程紊流模型,对待建地铁车站内列车中部火灾进行了三维数值模拟,得到了站台上的温度场、气流速度场和烟气浓度的分布.通过分析和比较,认为在列车中部发生火灾时,仅依靠事故风机难以营造安全的疏散路径,提出了相应的改进措施.并对数值模拟方法在地铁车站环控系统设计中的应用进行了探讨,为地铁车站环控设计中紧急通风模式的选型提供了参考.     

超大型沉井定位着床及施工过程中的数值模拟

沪通长江大桥主塔采用水中沉井作为基础结构,2个主塔沉井分为钢沉井和混凝土沉井上下2部分,钢沉井的定位和着床需要沉井的三维姿态数据来指导和控制。利用GPS-RTK信息化实时监控技术能顺利实现沉井在恶劣环境下快速、精确定位,极大地降低沉井深水定位着床的风险,同时也提高定位的精度。沉井在着床后灌注隔舱混凝土的过程进行有限元分析,研究有限元模拟得出不同的施工阶段下刃脚土压力受力的变化,以及有限元的数据和实测的刃脚土压力数据的对比,并结合沉井姿态和施工阶段的下沉量进行分析,证实施工过程数值模拟结果的合理性,提出沉井施工中的控制措施。