柴油机气缸盖多场耦合三维有限元分析 被引量：13

1

作者 王东方 潘琼瑶 +1 位作者 郑百林 贺鹏飞 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2005年第3期511-516,共6页

气缸盖是柴油机重要的零部件之一,在工作过程中承受着高温与交变的机械载荷,其强度是设计人员非常关心的问题。本文利用有限元分析软件MSC.MARC,对某柴油机气缸盖进行三维非线性有限元分析,在考虑各组件接触关系的基础上,计算了气缸盖... 气缸盖是柴油机重要的零部件之一,在工作过程中承受着高温与交变的机械载荷,其强度是设计人员非常关心的问题。本文利用有限元分析软件MSC.MARC,对某柴油机气缸盖进行三维非线性有限元分析,在考虑各组件接触关系的基础上,计算了气缸盖在螺钉的预紧力、热载荷、爆发压力多场耦合作用下的应力场和位移场分布情况,为改进设计提供参考。 展开更多

关键词 气缸盖 三维有限元法 接触 多场耦合

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粗颗粒硫酸盐渍土水盐迁移规律及变形特性研究

2

作者 周凤玺 杨金银 +1 位作者 巨文涛 马强 《冰川冻土》 CSCD 2024年第1期199-210,共12页

针对封闭系统下粗颗粒硫酸盐渍土在冻结过程中的水盐迁移和变形特性开展了理论和试验研究。基于非饱和多孔介质热弹性理论,考虑孔隙水盐相变,建立了适用于粗颗粒盐渍土水-热-盐-力多场耦合模型,并对单向冻结条件下粗颗粒盐渍土的温度场... 针对封闭系统下粗颗粒硫酸盐渍土在冻结过程中的水盐迁移和变形特性开展了理论和试验研究。基于非饱和多孔介质热弹性理论,考虑孔隙水盐相变,建立了适用于粗颗粒盐渍土水-热-盐-力多场耦合模型,并对单向冻结条件下粗颗粒盐渍土的温度场、水分场、盐分场和位移场分布进行了数值模拟。通过配制含硫酸盐的细砂作为土样开展了单向冻结条件下的室内试验,测定了冻结过程中的温度、水分、盐分以及变形的分布,并与数值结果进行了比较,验证了理论模型的有效性。结果表明:砂土结构孔隙更大,水分和盐分更容易渗透和迁移,在单向冻结试验中,水盐迁移速度更快;细砂的轴向位移呈现先下降后上升的变化趋势,且收缩变形持续时间较黏土更长;由于暖端水分向冷端迁移致使暖端土体孔隙减小,下部土体变得更加密实,土柱下部侧壁压力大于上部。 展开更多

关键词 粗颗粒盐渍土 多场耦合 水盐迁移 变形特性

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柴油机活塞耦合数值分析 被引量：1

3

作者 曹茹 商跃进 《中国农机化》 北大核心 2011年第2期71-74,共4页

利用有限元分析软件对某内燃机活塞进行三维有限元分析,计算了活塞在热载荷、爆发压力多场耦合作用下的应力场和位移场分布情况,并进行"启动—停机"和"稳态运行"工况下的疲劳寿命估算,为改进设计提供参考。计算结... 利用有限元分析软件对某内燃机活塞进行三维有限元分析,计算了活塞在热载荷、爆发压力多场耦合作用下的应力场和位移场分布情况,并进行"启动—停机"和"稳态运行"工况下的疲劳寿命估算,为改进设计提供参考。计算结果表明,该活塞刚度设计合理,疲劳寿命符合要求,但应对活塞销孔附近进行重点关注。 展开更多

关键词 柴油机 活塞 三维有限元 多场耦合 疲劳寿命

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平面和圆柱面构形的磁流体力学计算 被引量：1

4

作者 赵继波 孙承纬 +2 位作者 谷卓伟 王桂吉 蔡进涛 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期9-16,共8页

在一维弹塑性反应流体力学Lagrange编码SSS的基础上,研制了多介质、多空腔、与集中参数外电路耦合的实验构形弹塑性反应磁流体力学一维计算编码SSS-MHD。在编码中,通过对构形边界与外电路的耦合以及不同构形磁场边界条件的统一处理等措... 在一维弹塑性反应流体力学Lagrange编码SSS的基础上,研制了多介质、多空腔、与集中参数外电路耦合的实验构形弹塑性反应磁流体力学一维计算编码SSS-MHD。在编码中,通过对构形边界与外电路的耦合以及不同构形磁场边界条件的统一处理等措施,解决了其中的关键问题。本文中编码的优势体现在两个方面:能够统一处理不同的磁流体力学实验构形,包括平面及圆柱面几何构形;可以同时进行磁流体力学和含能材料反应流动的计算。对平面准等熵压缩炸药和炸药爆轰驱动套筒压缩磁通量等两类典型实验进行了数值计算,结果与实验结果一致。 展开更多

关键词 流体力学 计算编码 多场耦合 准等熵压缩

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CO_(2)地质封存风险分析的多场耦合数值模拟技术综述 被引量：4

5

作者 于恩毅 邸元 +3 位作者 吴辉 曹小朋 张庆福 张传宝 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2075-2090,共16页

二氧化碳捕集、利用和封存是现阶段被广泛认可的减少二氧化碳排放最有效的途径之一,是助力我国实现2060年碳中和目标的重要措施.在二氧化碳地质封存过程中,储层−盖层系统多场耦合数值模拟是认识二氧化碳长期封存过程和论证封存安全性的... 二氧化碳捕集、利用和封存是现阶段被广泛认可的减少二氧化碳排放最有效的途径之一,是助力我国实现2060年碳中和目标的重要措施.在二氧化碳地质封存过程中,储层−盖层系统多场耦合数值模拟是认识二氧化碳长期封存过程和论证封存安全性的核心技术.文章对二氧化碳地质封存储层−盖层系统风险分析的流固热化多场耦合数值模拟技术进行了全面综述,首先给出二氧化碳地质封存多场耦合问题的数学模型,其基本控制方程包括应力平衡方程、质量和能量守恒方程、化学反应和本构关系等;其次总结了全耦合、迭代耦合、弱耦合、显式耦合和拟耦合等常用的耦合问题数值解法;然后介绍了CO_(2)泄漏、地表变形、断层活化和裂缝拓展等地质风险的分析方法;最后针对当前我国二氧化碳地质封存数值模拟技术面临的主要问题,对未来的研究方向给出了建议.论文能够为CO_(2)地质封存场地尺度的相关研究提供有价值的参考. 展开更多

关键词 二氧化碳地质封存 多场耦合 储层−盖层系统 封存安全 数值模拟

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38MnVS6非调质钢大尺寸棒材往复热轧过程微观组织演化数值模拟 被引量：4

6

作者 李梦飞 张立文 +2 位作者 张驰 顾森东 申文飞 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期112-118,共7页

以热压缩实验所得38MnVS6非调质钢微观组织演化数学模型为基础,利用非线性有限元软件MSC.Marc,建立了38MnVS6非调质钢Φ90mm棒材往复热轧过程三维热-力-组织多场耦合有限元模型。微观组织演化数学模型通过MSC.Marc子程序与轧制热-力耦... 以热压缩实验所得38MnVS6非调质钢微观组织演化数学模型为基础,利用非线性有限元软件MSC.Marc,建立了38MnVS6非调质钢Φ90mm棒材往复热轧过程三维热-力-组织多场耦合有限元模型。微观组织演化数学模型通过MSC.Marc子程序与轧制热-力耦合有限元模型相耦合。计算并分析了38MnVS6非调质钢棒材10道次往复热轧过程中轧件的温度、再结晶分数以及奥氏体晶粒尺寸的分布和演化。结果表明,由于截面尺寸较大,轧件的温度场具有不均匀性,进而导致微观组织场的不均匀性。轧制过程轧件表面温度及轧制后奥氏体晶粒尺寸的实验值和模拟值吻合较好,验证了模型的准确性。 展开更多

关键词 38MnVS6非调质钢 往复热轧 数值模拟 多场耦合 组织演变

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微薄膜多场耦合非线性振动分析 被引量：3

7

作者 付晓瑞 党亚辉 许立忠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第23期51-57,共7页

将微谐振压力传感器谐振薄膜简化为微薄膜多场耦合系统,给出考虑分子力作用时微薄膜多场耦合动力学方程,利用Linz Ted-Poincaré方法求得其非线性振动固有频率与振型方程,研究了分子力对薄膜非线性固有频率及自由振动的影响规律,利... 将微谐振压力传感器谐振薄膜简化为微薄膜多场耦合系统,给出考虑分子力作用时微薄膜多场耦合动力学方程,利用Linz Ted-Poincaré方法求得其非线性振动固有频率与振型方程,研究了分子力对薄膜非线性固有频率及自由振动的影响规律,利用微加工技术制作出谐振薄膜,利用静电激励-电容检测方法对薄膜非线性固有频率进行了测试。结果表明:当薄膜尺寸较小时,分子力对于微薄膜多场耦合非线性振动的固有频率具有较大影响。研究结果对于压力传感器进一步微型化具有指导意义。 展开更多

关键词 分子力 多场耦合 非线性振动 MEMS

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空气冷却型PEMFC多场耦合仿真分析 被引量：3

8

作者 唐嘉钰 邱殿凯 彭林法 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期186-190,共5页

通过对多场耦合的三维单通道质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型进行仿真,分析阴极极板构型对电堆传质和传导特性的影响。对不同脊槽比、宽度和增加微结构的单通道电池进行研究,发现:脊槽比过小导致接触电阻增大,输出电压减小;而脊槽比过大... 通过对多场耦合的三维单通道质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型进行仿真,分析阴极极板构型对电堆传质和传导特性的影响。对不同脊槽比、宽度和增加微结构的单通道电池进行研究,发现:脊槽比过小导致接触电阻增大,输出电压减小;而脊槽比过大引起传热、传质性能降低,也会影响输出电压,当脊槽比为3时,输出电压达到相对最优。单通道电池宽度小于4 mm时,宽度越小输出性能越好。增加起伏微结构,促进气体扩散层内扩散流动速度分量,可改善传质特性,反应界面氧气浓度提高13%,输出电压提升。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 仿真 空气冷却 极板构型 多场耦合

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不同流动状态下舵面气动热弹性分析

9

作者 范赛锋 员海玮 《航空科学技术》 2023年第11期34-43,共10页

颤振分析是高超声速飞行器设计中的关键技术之一。本文通过Fluent和ANSYS分别求解流场和结构场,研究了舵面模型在不同流动状态下的颤振问题。结果表明,对于本文模型,气动热使结构模态频率下降和产生热应变;在湍流下,舵面的颤振速度区间... 颤振分析是高超声速飞行器设计中的关键技术之一。本文通过Fluent和ANSYS分别求解流场和结构场,研究了舵面模型在不同流动状态下的颤振问题。结果表明,对于本文模型,气动热使结构模态频率下降和产生热应变;在湍流下,舵面的颤振速度区间相比常温下降26.9%,在层流下,也有13.4%的下降;在相同马赫数不同动压下,动压较低时的舵面颤振位移响应趋于收敛。以上结果可为双楔形翼在高超声速飞行器中的应用提供参考。 展开更多

关键词 高超声速 气动热弹性 多场耦合 模态分析 颤振

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微管固体氧化物燃料电池的热应力分析 被引量：1

10

作者 徐颖强 段辰宸 王雷雷 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1374-1376,1392,共4页

微管固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)的寿命一直是制约其商业化进程的关键问题。希望利用多物理场耦合方式分析工作状态微管固体氧化物燃料电池在流体、热、力等作用下的应力分布,分析工作温度、温度梯度等因素对电池应力状态的影响。结果... 微管固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)的寿命一直是制约其商业化进程的关键问题。希望利用多物理场耦合方式分析工作状态微管固体氧化物燃料电池在流体、热、力等作用下的应力分布,分析工作温度、温度梯度等因素对电池应力状态的影响。结果表明制造残余应力是电池失效的主要应力源,温度梯度造成这一残余应力进一步分化;工作温度升高有助于残余应力的降低,但电池的效率也会降低。该结果将为MT-SOFC寿命分析提供依据。 展开更多

关键词 多物理场 微管固体氧化物燃料电池(MT—SOFC) 应力

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多场耦合计算平台与高超声速热防护结构传热问题研究 被引量：26

11

作者 张兵 韩景龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期400-409,共10页

从有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)的单元特性出发,提出一种具有局部守恒特性的界面载荷插值方法。采用共享内存技术开发适用于通用有限元和计算流体力学(CFD)软件的多场耦合计算平台,并基于分区耦合方式实现流固耦合传热计算。作为验证... 从有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)的单元特性出发,提出一种具有局部守恒特性的界面载荷插值方法。采用共享内存技术开发适用于通用有限元和计算流体力学(CFD)软件的多场耦合计算平台,并基于分区耦合方式实现流固耦合传热计算。作为验证,分别将ANSYS与Fluent和CFD-FASTRAN软件进行耦合,计算外壁冷却的喷管和高超声速圆柱绕流的耦合传热问题,结果与实验值吻合良好。针对类X-34飞行器的头部热防护结构(TSP),考虑材料非线性和辐射效应,对高超声速巡航状态下驻点温度和结构冷却系统功率随热防护层厚度的变化规律进行了研究。计算结果表明:驻点温度随热防护层厚度的变化并不明显,而冷却系统功率随热防护层厚度增加急剧降低;此外,材料发射率非线性对结果影响较大。 展开更多

关键词 多场耦合计算平台 守恒插值 计算流体力学 有限元法 热防护结构

原文传递

德兴斑岩铜矿床断裂与侵入体产状对成矿的控制作用:从力-热-流三场耦合数值模拟结果分析 被引量：8

12

作者 肖凡 王恺其 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期190-207,共18页

斑岩矿床的成矿机制是一种典型的力-热-流多物理场耦合的岩浆-热液过程,因而从成矿动力学数值计算模拟的角度研究斑岩矿床成矿作用过程,对揭示斑岩岩浆-热液系统动力学演化机制及其成矿响应情况具有十分重要的意义。德兴铜矿(包括朱砂... 斑岩矿床的成矿机制是一种典型的力-热-流多物理场耦合的岩浆-热液过程,因而从成矿动力学数值计算模拟的角度研究斑岩矿床成矿作用过程,对揭示斑岩岩浆-热液系统动力学演化机制及其成矿响应情况具有十分重要的意义。德兴铜矿(包括朱砂红、铜厂和富家坞)作为目前中国华南已发现的最大斑岩型铜矿床,是研究(大型/超大型)斑岩矿床成矿作用过程的一个典型的重要窗口。前人已在矿床地质、地球化学、年代学、同位素以及成矿流体等诸多方面开展了大量的研究工作,但从成矿动力学数值模拟的角度对德兴铜矿成矿作用过程进行的研究目前相对较少。为此,本文以德兴斑岩铜矿床为主要研究对象,首先通过总结分析其成矿过程的地质概念模型,进而将侵入体形态(包括长轴及短轴长度)和倾伏角、控矿断裂倾角与宽度作为几何模型中的变量,构建由这些变量组合控制的几何实体模型。在此基础上,进一步分析斑岩矿床成矿过程数值模拟中应力场、流体场以及热力场三者的耦合关系及其数学-物理方程,构建德兴斑岩铜矿床的成矿动力学模型,建立相应的有限元数值模拟模型。最终,设置不同的岩石物理参数、边界条件与初始条件,进行力-热-流三场耦合的数值模拟实验,并根据不同侵入体产状及断裂构造条件下的模拟结果探究德兴铜矿床断裂和侵入体产状对成矿的控制作用。主要结论如下:(1)较小的断裂构造宽度更易造成岩矿石局部破裂,便于流体弥散而形成浸染状或微-细脉状的斑岩矿化;(2)较大体积的岩体以及较小的岩体倾伏角度对斑岩铜矿床的形成相对有利;(3)朱砂红矿床较铜厂和富家坞矿床岩体体积小,而倾伏角相对较大,导致岩体冷却速度快,表面及附近扩容空间小,因而成矿深度大,而金属储量小。揭示了德兴铜矿床斑岩侵入体与断裂构造产状的 展开更多

关键词 数值模拟 多物理场耦合 斑岩铜矿 侵入体 断层 江西德兴

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地表水入渗对垃圾填埋场水质水量影响的数值模拟分析 被引量：7

13

作者 赵颖 梁冰 +1 位作者 薛强 刘磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期2295-2302,共8页

将填埋垃圾视作一种特殊土体,建立了综合描述垃圾填埋场内渗滤液水分的饱和-非饱和渗流、垃圾土体沉降变形、有机污染物的释放、迁移、转化,以及微生物的生长、衰减等物理化学过程的多场耦合仿真分析模型,将任意的Lagrangian-Eulerian(A... 将填埋垃圾视作一种特殊土体,建立了综合描述垃圾填埋场内渗滤液水分的饱和-非饱和渗流、垃圾土体沉降变形、有机污染物的释放、迁移、转化,以及微生物的生长、衰减等物理化学过程的多场耦合仿真分析模型,将任意的Lagrangian-Eulerian(ALE)方法引入到模型求解中,基于自行开发的仿真分析程序,开展了地表水入渗对垃圾填埋场水质、水量影响的数值仿真分析研究。模拟结果表明:300 d的非饱和水分入渗及内源水产生可使填埋单元内渗滤液饱和液面最高达6 m;地表水入渗对水相可溶性可降解有机物浓度和厌氧微生物浓度具有显著的影响,并间接地影响固相可溶性可降解有机物和微生物的浓度分布。 展开更多

关键词 地表水入渗 填埋场渗滤液 有机污染物 多场耦合模型 数值仿真分析

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增强型地热储层多场耦合数值模拟研究进展 被引量：6

14

作者 张炜韬 韩东旭 +4 位作者 李敬法 李庭宇 孙东亮 巩亮 宇波 《东北电力大学学报》 2022年第3期1-14,共14页

增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)通过改变储层渗透率提高取热效率,是典型的裂缝型储层,在注、采取热过程中,岩体储层受流体流动(H)、传热(T)、力学变形(M)、化学溶蚀(C)等多个物理过程共同作用影响.EGS多场耦合数值模... 增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)通过改变储层渗透率提高取热效率,是典型的裂缝型储层,在注、采取热过程中,岩体储层受流体流动(H)、传热(T)、力学变形(M)、化学溶蚀(C)等多个物理过程共同作用影响.EGS多场耦合数值模拟作为室内实验、现场测试的必要补充,对研究和理解多场耦合作用和生产实践非常重要,已在模拟软件、模型建立方面历经40多年发展.为此文中围绕EGS多场耦合数值模拟,从裂缝型储层表征、多场耦合模型和多场耦合快速求解方法三个方面展开阐述.通过总结分析得出,现在已经发展了多种表征裂缝型储层的方法,但如何将其应用于EGS系统并实现精细化表征仍需深入研究;大部分可用于研究EGS取热过程的商用和开源求解器多用于宏观尺度模拟,对于THMC全耦合模化分析的研究工作还比较有限;多尺度有限体积法(Multiscale Finite Volume Method,MsFV)在一定程度上可加快多孔介质渗流问题的计算效率,已在流动、换热领域得到应用;本征正交分解技术(Proper Othorgonal Decomposion,POD)对全阶模型降阶后,离散矩阵的条件数、自由度数都降低,计算效率得到提高,在多数物理问题得到应用,目前正在探索其在多物理场耦合领域的适用性. 展开更多

关键词 增强型地热系统 裂缝型储层表征 多场耦合求解器 多场耦合模型 快速求解方法

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煤岩动力灾害模型试验灾变地层模拟材料研制现状与展望

15

作者 袁亮 马衍坤 +4 位作者 黄勤豪 陈佩圆 罗吉安 龚彦华 王庆平 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期827-856,共30页

基于相似理论开展三维大尺度物理模型试验是研究揭示煤岩动力灾害机理的一种有效手段,在岩爆、冲击地压、煤与瓦斯突出等典型动力灾害机理研究中得到广泛应用.灾变地层模拟材料是开展灾害物理模型试验的物质基础,与浅部显著不同,深地工... 基于相似理论开展三维大尺度物理模型试验是研究揭示煤岩动力灾害机理的一种有效手段,在岩爆、冲击地压、煤与瓦斯突出等典型动力灾害机理研究中得到广泛应用.灾变地层模拟材料是开展灾害物理模型试验的物质基础,与浅部显著不同,深地工程面对的是具有多相多场耦合特征的复杂孕灾环境,材料性能也应具有多相多场耦合响应的能力.为科学指导深地工程煤岩动力灾害物理模型试验,分类梳理了典型动力灾害模拟材料研制的历史脉络,分析了材料配制方法、性能评价、试验应用方面的优点与问题,提出了应对深地工程复杂孕灾环境新应用场景的科技挑战与展望.分析认为,模拟材料的应用场景呈现由“单相到多相、单场到多场”的变化趋势,配制由单一固相材料转向具备气体吸附、流体渗流功能的流固两相或三相材料,对材料性能评价则从单一的“静力学”性能,转向兼顾“动力学、热力学及渗流力学”等多类性能评价或分析,以满足应力场、温度场及渗流场的多场耦合需求.然而,多相多场耦合相似理论还不完善,尤其是动静载叠加下多相多场相似准则还未建立,导致物理模型试验材料的多场性能参数确定还缺乏科学依据.现有模拟材料配制体系很难满足多相多场耦合的需求,亟需研发新型骨料、胶结剂与外加剂,以实现在低强度条件下再现煤岩动力灾变现象的目的.大尺寸物理模型构建需从人工转向3D智能打印,需研制适用于多相材料的智能打印系统,开发复杂地质模型3D智能打印算法,解决非均质岩层打印、结构面打印、智能控制等关键难题. 展开更多

关键词 深地工程 物理模型试验 灾变地层 模拟材料 多相多场耦合

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富氧助燃蓄热式钢包烘烤的数值模拟

16

作者 王立鹏 张占伟 +1 位作者 李梅娟 陈雪波 《中国冶金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期22-31,92,共11页

钢包烘烤作为炼钢生产中的一个重要环节,其能耗和NOx排放水平对整个生产流程的节能减排效果具有重要影响。因此,为了研究富氧助燃对蓄热式钢包烘烤过程的影响,首先借助SpaceClaim软件建立钢包三维模型,采用数值模拟的方法,基于标准k-ε... 钢包烘烤作为炼钢生产中的一个重要环节,其能耗和NOx排放水平对整个生产流程的节能减排效果具有重要影响。因此,为了研究富氧助燃对蓄热式钢包烘烤过程的影响,首先借助SpaceClaim软件建立钢包三维模型,采用数值模拟的方法,基于标准k-ε湍流模型、组分输运燃烧模型和DO辐射模型,建立了蓄热式钢包烘烤的气体燃烧、流动与耦合传热的多场耦合数学模型。然后根据所建模型,利用有限元分析软件ANSYS Fluent 2024 R1,模拟氧气体积分数为21%、24%、27%、30%、33%和99%时钢包内的燃烧场,并分析不同氧气含量条件下钢包内部流体流动特征、燃烧温度场和NOx含量的分布情况,同时对钢包内衬温度分布及其升温速率进行讨论。结果表明,在数值模拟设定的边界条件下,采用富氧助燃不仅能够提高钢包烘烤的火焰温度,而且能够加快钢包烘烤速率、提高燃烧效率、节约煤气。因此,将蓄热式燃烧技术与富氧助燃结合进行研究,以期对钢包烘烤工艺的改进提供一定的参考。 展开更多

关键词 钢包烘烤器 富氧助燃 燃烧场 多场耦合数学模型 数值模拟 节能降耗

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多场耦合多方向振动俘能器建模及响应分析 被引量：4

17

作者 张旭辉 吴中华 +2 位作者 赖正鹏 谭厚志 樊红卫 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期1-8,217,共9页

针对多方向振动俘能器对低频、低幅值激励的响应输出性能低等问题,在振动俘能结构中引入非线性磁吸力,提高俘能器的响应频带和能量转换效率。研究了非线性磁振子模型,建立了基于广义Hamilton变分原理的横、纵向振动系统机电耦合模型,对... 针对多方向振动俘能器对低频、低幅值激励的响应输出性能低等问题,在振动俘能结构中引入非线性磁吸力,提高俘能器的响应频带和能量转换效率。研究了非线性磁振子模型,建立了基于广义Hamilton变分原理的横、纵向振动系统机电耦合模型,对系统动力学方程进行无量纲化并数值求解。搭建了振动俘能器性能测试平台,开展了多场耦合振动俘能器频谱特性及响应输出的分析实验。结果表明,引入磁铁可显著提高系统能量转换效率,当磁铁间距15mm、激励幅值0.5m/s^2时,相比无磁力输入的情况,系统响应电压提高了6倍左右,谐振频率从18Hz降至9.5Hz左右,解决了压电俘能器频带窄、响应频率高及输出电压低等问题。 展开更多

关键词 低频低幅振动 多场耦合模型 振动俘能器 分布式模型 响应分析

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浏览器/服务器架构场地土-水系统中有机污染物多场耦合模拟与可视化系统

18

作者 杨蕴 杨浩 +5 位作者 徐斌 左劲松 熊贵耀 赵良 王锦国 吴吉春 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1577-1590,共14页

场地土壤—地下水系统(土—水系统)中有机污染驱动机制复杂,污染物时空分布的预测与可视化是科学、规范开展土水污染绿色低碳修复管控的前提。基于WebGIS地理信息系统基础平台,嵌入有机污染“多相流场—温度场—化学场”多场耦合模拟与C... 场地土壤—地下水系统(土—水系统)中有机污染驱动机制复杂,污染物时空分布的预测与可视化是科学、规范开展土水污染绿色低碳修复管控的前提。基于WebGIS地理信息系统基础平台,嵌入有机污染“多相流场—温度场—化学场”多场耦合模拟与Cesium可视化技术,自主开发浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)架构的场地土—水系统有机污染物时空分布模拟与可视化系统。本系统可应用于场地土—水系统中有机污染调查与监测数据的集成管理、有机污染物时空分布图形化建模和多场耦合污染过程的场景可视化表达,与场地污染物实测数据相比,系统模拟误差小于30%,可为场地进一步开展有机污染风险评估、精准防控和综合管理提供信息化平台。 展开更多

关键词 土壤—地下水 有机污染 多场耦合模拟 时空分布模拟 可视化系统

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多场耦合侵蚀下环保Ag/Ti_(2)SnC复合电接触材料的微/纳米力学行为及微结构演变

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作者 丁宽宽 丁健翔 +3 位作者 张凯歌 白忠臣 张培根 孙正明 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1731-1745,共15页

实际服役过程中低压开关的过早失效主要归因于电弧侵蚀,因此阐明材料微观结构、力学性能退化及电弧侵蚀机理对进一步开发环保MAX相增强银基复合电接触材料进而推动低压开关材料更新换代具有重要意义。本工作沿Ag/Ti_(2)SnC电触头横截面... 实际服役过程中低压开关的过早失效主要归因于电弧侵蚀,因此阐明材料微观结构、力学性能退化及电弧侵蚀机理对进一步开发环保MAX相增强银基复合电接触材料进而推动低压开关材料更新换代具有重要意义。本工作沿Ag/Ti_(2)SnC电触头横截面从电弧侵蚀层到近电弧侵蚀层再到基体内部依次进行了微/纳米压痕实验,分析对比了不同区域显微硬度、纳米硬度、弹性模量、蠕变以及塑性/弹性性能沿电弧侵蚀方向的梯度变化行为。在综合分析不同区域微观形貌和元素组成的基础上,揭示了增强相Ti_(2)SnC和Ag基体的结构和成分演变,解析了Ag/Ti_(2)SnC复合材料微观结构梯度变化与微/纳米力学性能之间的内在关系。使用COMSOL模拟进一步验证了多场耦合侵蚀下Ag/Ti_(2)SnC复合材料的物理特征,进而提出电弧侵蚀机理。 展开更多

关键词 Ag/Ti_(2)SnC复合材料 微/纳米力学行为 微结构演变 COMSOL模拟 多场耦合侵蚀

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微型谐振气体传感器多场耦合非线性振动特性分析 被引量：1

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作者 付晓瑞 党亚辉 许立忠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期75-81,共7页

随着谐振子尺寸的不断减小,分子力等因素的影响越来越显著,微型谐振气体传感器的谐振子实际上处于多场耦合的工作环境中。考虑分子力、热应力和吸附气体浓度的影响,建立了谐振子的多场耦合动力学方程,利用多尺度法求出谐振子固有频率和... 随着谐振子尺寸的不断减小,分子力等因素的影响越来越显著,微型谐振气体传感器的谐振子实际上处于多场耦合的工作环境中。考虑分子力、热应力和吸附气体浓度的影响,建立了谐振子的多场耦合动力学方程,利用多尺度法求出谐振子固有频率和瞬时频率,研究了谐振子固有频率随分子力、吸附气体浓度以及温度的变化规律,分析了系统参数对时域动态响应的影响。利用制造出的微型谐振气体传感器及测试系统,进行了扫频实验,得到微传感器的固有频率,与分析结果接近,验证了理论分析的正确性。研究结果对于传感器进一步微型化具有指导意义。 展开更多

关键词 分子力 多场耦合 非线性振动 微机电系统(MEMS)

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