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复相介质及界面结构温度场跨尺度计算

工程热物理学报 2004年第6期25卷 1040-1042页

作者：曹礼群罗剑兰中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算所北京100080 北京航空航天大学理学院应用物理系北京100083

本文针对复相介质及界面结构的跨层次热问题,提出了计算界面结构导热系数的分子动力学方法,复相介质宏观有效导热系数和温度函数的均匀化与多尺度渐近展开方法以及界面结构局域温度场的量子修正。建立了微观与宏观相关联的跨尺度计算模... 详细信息

本文针对复相介质及界面结构的跨层次热问题,提出了计算界面结构导热系数的分子动力学方法,复相介质宏观有效导热系数和温度函数的均匀化与多尺度渐近展开方法以及界面结构局域温度场的量子修正。建立了微观与宏观相关联的跨尺度计算模式,初步实现了从量子力学到连续模型的跨越。

关键词：热传导方程复相介质界面结构分子动力学方法跨尺度计算

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静压气体轴承的跨尺度数值计算方法研究

静压气体轴承的跨尺度数值计算方法研究

作者：汤家师华中科技大学

学位级别：硕士

静压气体轴承是超精密运动平台的核心部件，以其无摩擦、高速度、极高的精度等优点广泛应用于精密测量和精微加工领域，它的研究进展在一定程度上推动着相关产业的向前发展。随着超精密运动平台向着更高的精度挑战，进一步分析静压气体... 详细信息

静压气体轴承是超精密运动平台的核心部件，以其无摩擦、高速度、极高的精度等优点广泛应用于精密测量和精微加工领域，它的研究进展在一定程度上推动着相关产业的向前发展。随着超精密运动平台向着更高的精度挑战，进一步分析静压气体轴承的承载和稳定性能显得尤为重要，而气体轴承的几何结构尺寸与其气膜间隙比例达到1000:1以上，如此巨大的比例导致网格划分困难以及网格数量非常庞大，从而使得计算效率很低。因此，本文所要研究的正是针对静压气体轴承以上难点所提出的跨尺度数值计算分析方法。首先，本文介绍了静压气体轴承的工作原理和跨尺度数值计算模型，并通过联立描述流体运动的控制方程和气体状态方程推导出了气体润滑雷诺方程的一般形式。其次，给出了运用跨尺度数值计算方法计算分析无压力腔和有压力腔静压气体轴承的一般流程，同时采用该方法求出了无压力腔和有压力腔气体轴承在二维情况下的压力分布。最后，应用计算流体力学软件FLUENT计算分析了气体轴承节流孔及压力腔区域的压力分布和静态性能，同时运用有限差分法求解了描述气膜压力分布的稳态雷诺方程，且通过利用MATLAB软件求解离散化后的雷诺方程求出了气膜区域的压力分布，进而计算出气膜区域的静承载力和静刚度，将两个区域的静承载力和静刚度值加起来即组成了整个气体轴承的静态性能的值。并且将跨尺度计算结果与FLUENT仿真结果进行对比，结果表明静压气体轴承的跨尺度数值计算方法是可行的。

关键词：静压气体轴承静态特性跨尺度计算 FLUENT仿真有限差分法

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防雷/防热涂层的雷击热解损伤的跨尺度模拟

导弹与航天运载技术（中英文） 2023年第5期 85-91,133页

作者：董琪赵致远李婷贾玉玺张如良山东科技大学青岛266590 航天材料及工艺研究所北京100076 山东大学济南250061

雷电作用于涂层所致的直接效应具有瞬态性,为了在电-热-化学多物理场耦合分析的基础上深入研究涂层在雷击条件下的热解机制,开展了雷击极端升温条件下的涂层树脂热解反应分子动力学模拟,根据热解固相产物信息得到了虚拟热解度曲线并求... 详细信息

雷电作用于涂层所致的直接效应具有瞬态性,为了在电-热-化学多物理场耦合分析的基础上深入研究涂层在雷击条件下的热解机制,开展了雷击极端升温条件下的涂层树脂热解反应分子动力学模拟,根据热解固相产物信息得到了虚拟热解度曲线并求解了涂层热解动力学方程,进而建立了防雷/防热涂层在雷击过程中的电-热-化学耦合的有限元模型,跨尺度计算涂层的雷击热解损伤。结果表明,模拟所得的涂层雷击完全热解区的损伤形貌及程度与试验结果吻合较好,该跨尺度方法能合理地预测涂层的雷击热解损伤,所构建的反应分子模拟方法为涂层雷击热解机制的研究提供了新思路。

关键词：雷击防护涂层雷击热解损伤反应分子动力学模拟有限元模拟跨尺度计算

基于材料基因工程的AP/Al/HTPB推进剂单轴拉伸性能及脱湿过程计算

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火炸药学报 2021年第3期44卷 295-300页

作者：董戈张炜周星邓蕾国防科技大学空天科学学院湖南长沙410072

为克服传统“经验型”材料研发模式和“唯象法”构建材料计算模型的不足,构建了一种基于材料基因工程的复合固体推进剂单轴拉伸性能预估方法;以高氯酸铵/铝/端羟基聚丁二烯(AP/Al/HTPB)推进剂为例,将填料堆积微结构定义为材料基因之一,... 详细信息

为克服传统“经验型”材料研发模式和“唯象法”构建材料计算模型的不足,构建了一种基于材料基因工程的复合固体推进剂单轴拉伸性能预估方法;以高氯酸铵/铝/端羟基聚丁二烯(AP/Al/HTPB)推进剂为例,将填料堆积微结构定义为材料基因之一,建立了可反映推进剂配方的填料微结构最小代表性单元,分别确定了决定填料、基体、填料-基体界面力学性能的材料基因,并建立了材料基因与推进剂单轴拉伸性能之间的构效关系,获得了单轴拉伸条件下推进剂内部的损伤演变规律及应力—应变响应。结果表明,AP/Al/HTPB推进剂的应力—应变曲线可分为弹性段、黏弹性段和损伤段3个阶段;基体的黏弹性形变和填料脱湿会导致推进剂黏弹性模量下降;应变大于15.37%时,脱湿首先发生在粗粒径颗粒上方,随后以先快速、后平稳的趋势沿粗颗粒周向扩展;应变大于21.19%时,中等粒径颗粒开始脱湿;在0~25%的应变范围内细颗粒与基体始终黏接完好。

关键词：材料基因工程复合固体推进剂单轴拉伸脱湿跨尺度计算

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工程地质灾害预测中的关键科学问题

工程地质灾害预测中的关键科学问题