检索结果-南通市图书馆

髂动脉的流-固耦合模型及脉搏波传播特性分析

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 351-359页

作者：孙雪航李本森卢意成缪馥星宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

本文研究髂动脉分叉几何特性对脉搏波传播特性的影响,应用多物理场分析软件,分别建立了基于髂动脉的直管分叉和曲管分叉流-固双向耦合有限元分析模型,对比分析了血管分叉角度对脉搏波传播特性的影响。研究发现,分叉几何特性对髂动脉脉... 详细信息

本文研究髂动脉分叉几何特性对脉搏波传播特性的影响,应用多物理场分析软件,分别建立了基于髂动脉的直管分叉和曲管分叉流-固双向耦合有限元分析模型,对比分析了血管分叉角度对脉搏波传播特性的影响。研究发现,分叉几何特性对髂动脉脉搏波传播有明显影响,在一个心动周期内,这两种模型预测的压力脉搏波和速度脉搏波幅值在血管分叉前一致度较高;分叉后,曲管分叉模型预测的脉搏波幅值较低、压降小,更符合人体实际情况。另外,分叉点处伴随着血管壁的应力集中现象,速度脉搏波幅值出现瞬时增加,这与分叉部位容易出现动脉狭窄和硬化等现象相一致。本文的初步研究结果将为脉搏波形用于动脉疾病的诊断提供一定的参考。

关键词：压力脉搏波速度脉搏波血管分叉流-固耦合分析数值模拟

混凝土搅拌车罐体及拌合物的流-固耦合数值分析

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太原科技大学学报 2021年第4期42卷 317-320,326页

作者：吴伟梁清香林智文太原科技大学应用科学学院太原030024

利用Pro/E建立了混凝土搅拌车罐体的简化模型,导入有限元软件ABAQUS进行数值分析,模拟搅拌时的流场和流速的空间分布以及罐体外壳及搅拌叶片的应力分布。通过CEL(耦合欧拉-拉格朗日)分析,模拟了搅拌车进料、搅拌、出料三种动态过程。研... 详细信息

利用Pro/E建立了混凝土搅拌车罐体的简化模型,导入有限元软件ABAQUS进行数值分析,模拟搅拌时的流场和流速的空间分布以及罐体外壳及搅拌叶片的应力分布。通过CEL(耦合欧拉-拉格朗日)分析,模拟了搅拌车进料、搅拌、出料三种动态过程。研究表明,在常规运输情况下,叶片的搅拌速度能够保证混凝土的均匀性,但罐体外壳和搅拌叶片在进料及出料工作状态下容易屈服。

关键词：混凝土搅拌车数值模拟流-固耦合分析

城市综合管廊供水管道弯管及其支墩体系力学分析

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中国给水排水 2020年第20期36卷 19-26页

作者：胡群芳孙 肖瑞崔万丽陈建华同济大学上海防灾救灾研究所上海200092 同济大学土木工程学院上海200092 芜湖新兴铸管有限责任公司安徽芜湖241000

近年来随着我国城市市政管网建设、更新与改造,国家大力推动城市综合管廊建设。相比于传统的直埋式市政管线,管廊内主要采取吊架或支墩方式架空敷设各种管线,因此,管廊内大口径有压管道弯管连接区域,因输送介质压力方向改变会对管道产... 详细信息

近年来随着我国城市市政管网建设、更新与改造,国家大力推动城市综合管廊建设。相比于传统的直埋式市政管线,管廊内主要采取吊架或支墩方式架空敷设各种管线,因此,管廊内大口径有压管道弯管连接区域,因输送介质压力方向改变会对管道产生附加的不平衡推力,从而影响其接头与支墩受力状态与安全。针对综合管廊内敷设DN800大口径球墨铸铁供水管道弯管及支墩受力问题,考虑2组9种不同角度连接工况下管道输送水体-管体结构-支墩约束整体作用体系,利用流-固耦合分析方法,研究了弯管管道、支墩在不平衡推力作用下的结构内力分布与影响,并得到了综合管廊弯管设计中管道与支墩设计内力控制截面。该研究工作可为城市综合管道建设设计提供指导,并为管廊安全运营提供重要的技术支撑。

关键词：城市综合管廊供水管道流-固耦合分析

考虑水的耦合与否在隧道稳定计算中造成的结果差异对比

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岩石力学与工程学报 2003年第Z1期22卷 2159-2163页

作者：李廷春李术才陈卫忠邱祥波中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学重点实验室

在进行海底隧道的稳定性分析时,只有考虑水的作用才能保证计算的真实性,但流-固耦合计算的速度比较慢,而且计算也比较困难,因此,在计算过程中有时就不考虑流体的作用,而只作一般的弹塑性分析,这就造成了一定的误差。结合厦门海底隧道的... 详细信息

在进行海底隧道的稳定性分析时,只有考虑水的作用才能保证计算的真实性,但流-固耦合计算的速度比较慢,而且计算也比较困难,因此,在计算过程中有时就不考虑流体的作用,而只作一般的弹塑性分析,这就造成了一定的误差。结合厦门海底隧道的稳定计算,考虑有水作用与无水作用两种情况,应用三维快速拉格朗日法进行弹塑性和流-固耦合分析,就开挖后的应力分布、洞周位移、塑性区等结果,对其差异进行了统计对比。

关键词：隧道工程厦门海底隧道弹塑性分析流-固耦合分析差异对比

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水下隧道开挖围岩稳定性及堤防沉降变形研究

水下隧道开挖围岩稳定性及堤防沉降变形研究

作者：肖峰中南大学

学位级别：硕士

在江河下的地层中进行地铁隧道的开挖建设时,经常会遇到渗水涌水等情况。含水地层中的渗流作用会大大提高隧道开挖施工的难度。因此,在渗流场的影响下如何保证隧道施工能够安全进行是非常值得研究的问题。本文结合长沙地铁穿江隧道盾构... 详细信息

在江河下的地层中进行地铁隧道的开挖建设时,经常会遇到渗水涌水等情况。含水地层中的渗流作用会大大提高隧道开挖施工的难度。因此,在渗流场的影响下如何保证隧道施工能够安全进行是非常值得研究的问题。本文结合长沙地铁穿江隧道盾构开挖的工程项目,建立了水下隧道开挖的数值模型,通过FLAC3D有限差分计算方法进行了双线隧道开挖的流固耦合分析。同时对水深、隧道埋深和间距等参数变化对隧道开挖过程中的围岩变形和渗流规律进行了归纳总结。本文主要开展的工作如下:(1)结合实际工程地质资料,对工程现场进行了详细勘察。通过取芯钻孔的方式详细分析地层岩土的分布特征,在实验室开展岩土样的基本性质试验,获得了真实的岩土力学参数。(2)介绍了使用FLAC3D进行隧道开挖数值分析的基本过程。对渗流计算微分方程的推导过程、微分方程的定解条件和流固耦合分析的计算模式选择进行了详细论述。(3)建立双线隧道开挖模型,采用完全耦合计算模式进行隧道开挖模拟分析。研究发现,开挖后隧道的顶部和底部分别产生了7.8mm和3.3mm的收敛变形,隧道断面向着椭圆形状发展;开挖完成后,顶部和底部的孔压明显降低,两侧围岩中形成孔压升高区,侧壁上的渗流作用最强。(4)研究了水深、隧道埋深及间距对隧道开挖的影响。结果表明:水深的变化会对隧道表面的渗流强度产生显著影响,隧道壁面的变形也随着水深增大而增大;随着随埋深的增大,隧道的变形有所增加,地表的沉降位移减小;当隧道间距小于16m时,中间区域会形成叠加的孔压集中区,随着间距的增大,双线开挖的相互影响程度减弱,中间孔压集中区的渗流作用有所减弱。图66幅,表8个,参考文献75篇

关键词：流-固耦合分析 FLAC3D 双线隧道围岩变形渗流规律

某发动机双层水冷排气歧管热疲劳仿真分析研究

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某发动机双层水冷排气歧管热疲劳仿真分析研究

作者：李元颖中北大学

学位级别：硕士

排气歧管是发动机排气系统的重要部件之一，其结构强度直接影响着发动机的工作可靠性和使用耐久性。防爆柴油机采用双层水冷排气歧管来满足表面温度低于423K的防爆规程。由于双层水冷排气歧管在工作过程中与高温废气及冷却水直接接触，... 详细信息

排气歧管是发动机排气系统的重要部件之一，其结构强度直接影响着发动机的工作可靠性和使用耐久性。防爆柴油机采用双层水冷排气歧管来满足表面温度低于423K的防爆规程。由于双层水冷排气歧管在工作过程中与高温废气及冷却水直接接触，使得管壁温度分布很不均匀，壁面会产生热应力集中，导致双层水冷排气歧管容易发生疲劳破坏。因此，有必要对双层水冷排气歧管在工作过程中热应力的分布规律以及热疲劳寿命进行研究，分析结果对提高双层水冷排气歧管的工作性能和使用寿命具有重要意义。针对上述问题，本文以某发动机双层水冷排气歧管为研究对象，对其展开热疲劳仿真研究。运用UG建立其三维实体模型。排气歧管双层管壁，烟气和冷却水三维装配模型作为CFD分析时的流-固几何模型;而排气歧管双层管壁、简化机体板、涡壳板以及螺栓等零部件的三维装配模型作为模拟真实安装条件下的有限元分析结构模型，以此模型做进一步的热应力和热疲劳分析。利用Hypermesh软件划分网格，并分别建立流场分析和结构应力分析时所需的不同边界条件。运用FLUENT软件对双层水冷排气歧管进行流-固耦合传热分析。双层管壁作为耦合系统的固体域，烟气和冷却水作为耦合系统的流体域，通过定义合理的边界条件及耦合方程，采用整场离散和整场求解的方法，研究了双层水冷排气歧管的流体流动和传热以及流体与管壁之间的耦合传热，得出了内部流场和温度场分布规律。分析结果表明：双层水冷排气歧管流通性较好，符合排气要求，表面温度均不超过423K，满足安全防爆的要求，验证了双层水冷排气歧管三维模型的合理性及可行性。在流-固耦合计算的基础上，运用ANSYS软件将所得到的双层水冷排气歧管管壁节点温度作为温度载荷，对螺栓施加预紧力，固定端面采用全约束的加载方式模拟其真实工作状态下的安装条件，对其进行热应力分析，得到双层水冷排气歧管热变形、热应力应变的分布规律。最后基于热应力分析结果中所产生的塑性应变，根据低周热疲劳分析理论，运用Manson-Coffin公式对其热疲劳寿命进行预测，分析结果可为双层水冷排气歧管结构的疲劳寿命设计和热疲劳分析研究提供一定的参考依据。

关键词：双层水冷排气歧管流-固耦合分析热应力热疲劳

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高压水射流割缝机主要部件的动态性能分析

高压水射流割缝机主要部件的动态性能分析

作者：李健太原理工大学

学位级别：硕士

本文所研究的高压水射流割缝机由连续钢管缠绕机构、换向机构、行走机构、连续钢管压紧机构、推进夹紧机构、矫直机构以及支撑液压系统组成。长距离无缝钢管是该机器最重要的工作部件,为了保证无缝钢管的安全、有效工作。本文采用软件... 详细信息

本文所研究的高压水射流割缝机由连续钢管缠绕机构、换向机构、行走机构、连续钢管压紧机构、推进夹紧机构、矫直机构以及支撑液压系统组成。长距离无缝钢管是该机器最重要的工作部件,为了保证无缝钢管的安全、有效工作。本文采用软件模拟实际工况对长距离无缝钢管以及与其直接配合的换向机构和压紧机构进行了建模与仿真。对高压水射流割缝机的主体部分钢管缠绕机构精确建模,之后在ANSYS WORKBENCH窗口中分析钢管在工作状态的应力-应变。对该机器钢管部分的研究论文进行总结后发现,之前对钢管弯曲受力的分析并不能完全表现出钢管实际工作状态的实际受力。针对上述情况,本文中对模型精确建模后,将模型中不影响分析精度的多余部分删除掉。在WORKBENCH窗口中,完全再现了缠绕机构的工作运动。并且通过瞬态分析模块(transient structural)和流-固耦合模块(FSI:Fluid Flow(CFX)->Static structure)对钢管的弯曲受力及高压水对弯曲钢管的作用进行了分析。对高压水射流割缝机换向机构齿轮传动系统进行仿真。通过仿真,可以比较准确地得出齿轮在传动中所受接触应力。设计人员可以借此对齿轮传动各种工况下接触问题有一个全面的了解,根据分析所得到的变形和应力的分布结果和相应的设计标准和规范,为高压水射流割缝机关键零件的优化提供理论依据。对换向系统1#传动轴系统进行精确建模。传统有限元分析中,为了减少计算量,提高计算速度,首先要对被分析对象进行简化。而分析对象的简化会对分析结果造成一定的影响。本文对1#传动轴进行精确建模,通过WORKBENCH分析得到了更符合实际情况的模拟数据。无缝钢管与滚筒的紧密贴合归功于连续钢管压紧机构,为保证工作过程中无缝钢管不会因为弯曲回弹而发生对工作不利的事情,有必要对压紧机构的可靠性做出分析。我们可以发现研究该机构的可靠性,主要是对弹簧的分析。

关键词：齿轮传动轴无缝钢管拉伸弹簧有限元分析流-固耦合分析

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光学元件表面的洁净风刀冲扫技术研究

光学元件表面的洁净风刀冲扫技术研究

作者：张志国哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

高能激光驱动器是激光惯性约束核聚变装置的核心组成部分,终端光学组件(Final Optics Assembly,简称FOA)位于驱动器的末端,主要功能是实现激光的频率转换和精密聚焦,内部集成了多块高价值大口径光学元件。光学元件表面污染物是诱导高能... 详细信息

高能激光驱动器是激光惯性约束核聚变装置的核心组成部分,终端光学组件(Final Optics Assembly,简称FOA)位于驱动器的末端,主要功能是实现激光的频率转换和精密聚焦,内部集成了多块高价值大口径光学元件。光学元件表面污染物是诱导高能激光驱动器中光学元件损伤的主要原因,也是驱动器负载能力提升的最大障碍。本文以我国最大的惯性约束核聚变装置——神光-Ⅲ主机装置的终端光学组件为研究对象,开展基于风刀的光学元件表面洁净度获取和保持技术的研究,实现终端光学组件的长期稳定运行。首先基于流体动力学理论,对使用高速气流去除光学元件表面颗粒物的问题进行了分析。结合离散单元法和流体分析技术建立了基于风刀去除粘附颗粒的气-固两相流分析模型。然后,对固体颗粒的粘附作用力来源和影响规律进行了分析,计算了不同尺寸颗粒物在光学元件表面的粘附力,建立了光学元件表面的固体颗粒粘附力计算模型。通过建立风刀气体动压强在光学元件表面的分布计算模型,理论分析了光学元件表面的气体动压对粘附颗粒去除的有效性。使用Fluent与EDEM软件建立了基于风刀的洁净冲扫系统的流固耦合仿真模型,对光学元件表面粘附颗粒物的吹扫过程进行了仿真,得到了风刀冲扫参数对粘附微粒的去除规律和去除率;对基于风刀的光学元件表面风幕形成及其对外来颗粒污染物的隔离过程进行了仿真分析,得到了风刀参数对外来颗粒物的隔离规律。最后,设计了基于风刀的洁净冲扫和防护系统的简化实验方案,对光学元件表面进行颗粒污染物冲扫实验和风幕隔离实验,验证了仿真结果的准确性,得出了该洁净系统能够实现对直径分布在50μm之间的粘附颗粒的去除及对外来微粒的隔离,可以将它用于终端光学组件内光学元件表面的在线洁净防护的结论。

关键词：终端光学组件表面洁净度风刀流-固耦合分析

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子午线轮胎稳态滚动阻力及水滑特性的研究

子午线轮胎稳态滚动阻力及水滑特性的研究

作者：韩秀枝北京化工大学

学位级别：硕士

本文应用大型有限元分析程序ANSYS,建立了子午线轮胎205/60R15的完整有限元模型。在考虑轮胎橡胶材料的非线性、帘线-橡胶材料的各向异性、轮胎大变形导致的各向异性、轮胎与轮辋的装配、轮胎与路面的接触非线性边界条件的基础上,应用... 详细信息

本文应用大型有限元分析程序ANSYS,建立了子午线轮胎205/60R15的完整有限元模型。在考虑轮胎橡胶材料的非线性、帘线-橡胶材料的各向异性、轮胎大变形导致的各向异性、轮胎与轮辋的装配、轮胎与路面的接触非线性边界条件的基础上,应用改变材料方向轴的方法来模拟带束层的角度,并采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/S-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。本文分析了子午线轮胎在充气压力和垂直载荷下,制动、滚动、驱动工况下的胎体变形、接触压力的状态。在此基础上,根据轮胎橡胶材料滞后生热特性,采用热-结构耦合分析方法对子午线轮胎稳态滚动阻力进行了有限元分析。着重研究了轮胎行驶速度、充气压力、垂直载荷、胎冠胶弹性模量、带束层帘线角度五个参数对轮胎稳态滚动阻力的影响。结果表明行驶速度和垂直载荷对轮胎滚动阻力的影响较大,轮胎滚动阻力随行驶速度和垂直载荷的增大而增大。充气压力和带束层帘线角度对滚动阻力的影响不是特别明显。此外,本文还对轮胎在湿滑路面从行驶到发生水滑现象过程中的水流状态进行了研究。

关键词：子午线轮胎有限元模型滚动阻力水滑特性稳态滚动分析流-固耦合分析热-结构耦合分析