破片撞击LPG储罐失效数值模拟

在国内外液化气储罐失效的相关理论基础上,运用ANSYS和ANSYS LS-DYNA软件,对液化石油气储罐的失效过程中破片撞击的影响进行了数值模拟,为储罐的安全管理提供了指导.     

可压缩流动脉动压力数值模拟求解器HFS研究

目的 发展模拟可压缩流动的高精度流场求解器(HFS),用于研究高马赫数钝体绕流的表面压力脉动.方法 基于一般曲线坐标系下的可压缩Navier-Stokes方程,采用具有激波捕捉能力的高阶有限差分法WCNS-E进行离散.基于大规模并行计算对高马赫数钝锥绕流进行直接数值模拟(DNS),获得高精度的流场数据.结果 Blast...     

HAN基ECSP凝胶模型的构建与分子动力学模拟

目的 从微观分子的角度对硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂(Electrically Controlled Solid Propellants,ECSP)的性能参数进行模拟与计算。方法 利用分子表面静电势(ESP)对HAN分子2种可能的构型进行优化和稳定性分析。通过真空非周期性分子动力学模拟得到聚乙烯醇(PVA)分子稳定构型,并以HAN基ECSP的主要成分按一定比例构建凝胶模型。基于RESP(Restrained Electrostatic Potential)电荷生成更准确的凝胶模型拓扑文件,并进行凝胶模型的分子动力学模拟、模型稳定分析以及模型参数计算。结果 凝胶模型总能量相对平均值的周期性波动不超过7%。由于三维PVA链的包裹,H2O分子的扩散系数被大幅削弱。氢键分析和径向分布函数表明氢键键长主要分布在0.282 6 nm附近,PVA与H2O间的氢键较少,H2O与HAN、H2O与H2O之间的氢键较多。模型密度为1.405 g/cm³,与实验值吻合度高。在283、293、303 K下,HAN基ECSP凝胶模型的拉伸模量依次降低,剪切模量先增后减。在15 K/600 ps冷却速率下,HAN基ECSP凝胶模型的拉伸模量和剪切模量均增大。结论 ECSP制备结束后,冷却过程中的环境温度不宜过高,否则容易造成ECSP力学性能的快速下降,快速冷却可以提高ECSP的力学性能。     

不锈钢板式热沉传热特性的实验与模拟研究

目的 研究流量、胀高及焊点排布方式对不锈钢板式热沉传热特性的影响。方法 搭建实验平台,加工出结构参数不同的板式热沉实验件,同时采用静力隐式算法建立相应的几何模型,通过实验与数值模拟相结合的方法,研究流量、胀高和焊点排布方式的变化对板式热沉热阻的影响规律,并分析热沉流道内部流场状态。结果 首先计算了6个工况下的热阻,发现实际换热量为540 W时,数值模拟与实验结果的最大相对误差不大于25%。然后分析了误差来源,最后得到了热沉全流道速度场与温度场的分布情况。结论 实验与模拟结果有较好的符合程度,证明了数值模拟方法的可靠性。在换热量相同时,板式热沉的热阻随流量与胀高的增大而减小,焊点为菱形排布的热沉传热性能相对更好。板式热沉内部的流场具有周期性,焊点使流体扰动增强,并形成射流和旋涡,起到了强化传热的效果。     

汽车零部件金属卤素灯阳光模拟试验与户外自然曝晒的相关性研究

目的 探究汽车零部件金属卤素灯阳光模拟加速试验与户外自然曝晒的关系。方法 使用3种典型高分子透明材料分别进行阳光模拟加速试验、AIMBOX/Arizona户外曝晒和Florida户外曝晒,基于试验后样品的黄变值,比较阳光模拟试验与户外曝晒的相关性,并对阳光模拟试验与户外曝晒的加速性进行探讨。结果 阳光模拟（IP/DP箱）加速试验与AIM BOX/Arizona户外曝晒高度相关,综合加速倍率约是AIM BOX/Arizona户外曝晒的3倍。阳光模拟（IP/DP箱外）加速试验与Florida户外曝晒高度相关,综合加速倍率是Florida户外曝晒的7倍。结论 基于3种典型材料研究可知,汽车零部件阳光模拟加速试验与典型户外自然曝晒具有一定相关性。     

舰船环境适应性设计方法探索与实践

探索舰船环境适应性的设计方法,以提高舰船在各种复杂环境下的适应能力。分析了舰船环境适应性设计中面临的若干问题和改进提高方向,参考借鉴国内外航空航天、电子等行业成功经验,提出了指导舰船环境适应性设计的主要设计原则和工作内容。围绕改善环境条件、加强耐环境能力设计这2个方面,提出了3种环境适应性设计方法,包括基于规范的设计方法、基于环境仿真的设计方法、基于预使用验证的设计方法。根据舰船风浪环境适应性设计的特点和要求,选择采用环境仿真和模型试验技术开展了应用研究。基于分析结果,提出了增加水线面系数、调整浮心、优化线型等多项改进措施建议。采用环境仿真和模型试验相结合的方式,可有效支撑舰船风浪环境适应性设计和评估,这一方法具有较高的工程推广应用价值。另外,未来应加大环境仿真技术的研究和应用力度,尝试开展多因素综合环境仿真,以进一步提高舰船的环境适应性。     

铝合金微电偶腐蚀机理与数值模拟研究进展

综述了铝合金微电偶腐蚀在机理研究和数值模拟两方面的研究进展,针对独立微电偶的腐蚀机理表征、多元微电偶空间随机分布相互作用规律、结构/载荷因素与铝合金微电偶腐蚀驱动力间的竞争机制等3个方面进行了展望,期望为铝合金微电偶腐蚀研究提供方向参考。     

系统动力学应用于中国区域绿色发展政策仿真的方法学综述

绿色发展是我国"十三五"时期五大发展理念之一,是解决我国发展与保护矛盾的根本途径。系统动力学是模拟宏观社会经济发展趋势和政策效力的常用分析工具,本文对系统动力学在中国区域绿色发展政策仿真中的应用进行了梳理。研究显示:系统动力学应用的区域范围方面,该方法全面应用于从国家直至县域等各个尺度的区域绿色发展研究,区域绿色发展通常被分解为经济、社会、资源、环境等子系统;应用的主要领域方面,水土资源、能源、水环境、固废治理、绿色产业等领域应用较多,大气环境、绿色消费等领域应用相对较少;方法的改进和完善方面,软系统分析法、各类优化方法和地理信息系统与系统动力学的集成应用日益普遍。文末根据文献梳理情况,提出未来应在决策变量设计、历史数据挖掘、环境系统对经济系统的反馈等方面进行方法改进。     

Calibration and Verification of SWMM for Low Impact Development

The Storm Water Management Model was used to simulate runoff and nutrient export from a low impact development (LID) watershed and a watershed using traditional runoff controls. Predictions were compared to observed values. Uncalibrated simulations underpredicted weekly runoff volume and average peak flow rates from the multiple subcatchment LID watershed by over 80%; the single subcatchment traditional watershed had better predictions. Saturated hydraulic conductivity, Manning's n for swales, and initial soil moisture deficit were sensitive parameters. After calibration, prediction of total weekly runoff volume for the LID and traditional watersheds improved to within 12 and 5% of observed values, respectively. For the validation period, predicted total weekly runoff volumes for the LID and traditional watersheds were within 6 and 2% of observed values, respectively. Water quality simulation was less successful, Nash–Sutcliffe coefficients >0.5 for both calibration and validation periods were only achieved for prediction of total nitrogen export from the LID watershed. Simulation of a 100‐year, 24‐h storm resulted in a runoff coefficient of 0.46 for the LID watershed and 0.59 for the traditional watershed. Results suggest either calibration is needed to improve predictions for LID watersheds or expanded look‐up tables for Green–Ampt infiltration parameter values that account for compaction of urban soil and antecedent conditions are needed.     

海口湾人工填海前后冲淤演变数值模拟

为了解近年南海明珠项目、葫芦岛、秀英港扩建工程等人工填海工程对海口湾冲淤变化的影响,基于FVCOM海洋数值模型,对研究区人工填海前后潮流场、波浪场及冲淤变化进行了数值模拟。人工填海后,综合各条件下的冲淤情况,海口湾受潮流和波浪共同作用大部分区域处于淤积状态,年淤积量预测值为0.1～1.0 m;白沙角等局部区域处于侵蚀状态,年冲刷量预测值为0.1～0.3 m;受海口湾人工填海工程的影响,秀英港航道的水动力条件减弱,对通航条件改善有利,需加强航道的水深监测和定时的清淤工作;在南海明珠人工岛南侧波影区泥沙堆积会形成向海的舌状的突出体,其两侧海岸形成侵蚀后退带,需人工补沙等措施以保证岸线稳定。