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地震动持时对双层高架桥框架式桥墩抗震性能评价的影响

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地震工程学报 2024年

作者：许成祥吴双玙吴永昂朱红兵武汉科技大学城市建设学院武汉科技大学高性能工程结构研究院

为研究地震动持时对双层高架桥框架式桥墩抗震性能评价的影响,基于双层框架式桥墩的拟静力试验,借助OpenSees有限元软件建立数值模型,将模拟结果与试验结果进行对比,两者吻合较好。选取两组具有长、短持时特性的地震动记录,通过增量动... 详细信息

为研究地震动持时对双层高架桥框架式桥墩抗震性能评价的影响,基于双层框架式桥墩的拟静力试验,借助OpenSees有限元软件建立数值模型,将模拟结果与试验结果进行对比,两者吻合较好。选取两组具有长、短持时特性的地震动记录,通过增量动力分析(IDA)建立峰值地面加速度(PGA)与位移延性比u的关系,得到易损性曲线。长持时地震动作用下PGA中位值为0.35g、0.55g、0.78g、0.98g;短持时地震动作用下PGA中位值为0.35g、0.59g、0.91g、1.20g。随着损伤程度的加大,双层框架式桥墩易损性曲线的差异区间也随着PGA的增大而增大。9度(0.40g)罕遇地震时,长、短持时地震动作用下双层框架式桥墩发生严重损伤和完全破坏的概率分别为25.57%、8.61%和16.98%、4.79%。说明当PGA较大时,双层框架式桥墩在长持时地震动作用下更容易受到损伤。

关键词：地震动持时框架式桥墩抗震性能增量动力分析易损性曲线

大型薄壁壳体零件高压气淬过程温度均匀性数值模拟

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金属热处理 2024年第7期49卷 9-15页

作者：王婧张小娟仝大明顾剑锋周钟平白鹭朱立坚上海交通大学材料科学与工程学院材料改性与数值模拟研究所上海200240 上海新力动力设备研究所上海200240

针对航天结构件大型薄壁壳体在真空高压气淬炉内的淬火过程,进行了包括真空炉体和薄壁壳体的流固耦合模拟,获得了壳体冷却过程中的炉内气体流动状态和壳体温度分布,评估了壳体在真空炉内高压气淬时的温度均匀性,并针对不同气体出口位置... 详细信息

针对航天结构件大型薄壁壳体在真空高压气淬炉内的淬火过程,进行了包括真空炉体和薄壁壳体的流固耦合模拟,获得了壳体冷却过程中的炉内气体流动状态和壳体温度分布,评估了壳体在真空炉内高压气淬时的温度均匀性,并针对不同气体出口位置、不同装炉形式和导流情况模拟了壳体温度分布。结果表明,与原始模型相比,采用1出口方案、1壳体放置在炉膛中心和加入挡板的淬火方式能分别提升壳体温度均匀性8%、30%和12.5%,该结果为控制壳体变形提供了优化的淬火方案。

关键词：流固耦合模拟薄壁壳体高压气淬淬火方案温度均匀性

沧州市人为源VOCs组分清单及其臭氧生成潜势

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环境科学 2024年

作者：吕松崔建升屈加豹雷团团高爽张俊华侯永江河北科技大学环境科学与工程学院生态环境部环境工程评估中心国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室沧州市生态环境局

为满足城市臭氧污染的精准管控需求，基于实际调研的人为源活动水平数据与国内外VOCs源成分谱，采用排放因子法构建了沧州市2021年人为源VOCs组分排放清单，并系统分析了沧州市人为源VOCs排放特征和臭氧生成潜势(OFP).结果表明，2021年... 详细信息

为满足城市臭氧污染的精准管控需求，基于实际调研的人为源活动水平数据与国内外VOCs源成分谱，采用排放因子法构建了沧州市2021年人为源VOCs组分排放清单，并系统分析了沧州市人为源VOCs排放特征和臭氧生成潜势(OFP).结果表明，2021年沧州市人为源VOCs排放量为6.97万t；排放量最高的源类为工艺过程源(66.8%)；排放量最高的组分为烷烃、芳香烃和OVOCs，其中烷烃主要来源于石油、煤炭及其他燃料加工业，芳香烃主要来源于黑色金属冶炼和压延加工业，OVOCs主要来源于橡胶和塑料制品业；沧州市人为源VOCs的OFP为20.74万t，芳香烃和工艺过程源为OFP排放主要贡献组分和主要贡献源类.其中对沧州市OFP排放贡献率前10名的物种分别是：间/对-二甲苯、甲苯、丙烯、乙烯、邻-二甲苯、1-丁烯、乙苯、戊烷、1，2，4-三甲苯和甲基乙基酮.空间分布上，渤海新区和任丘市的VOCs排放和OFP显著高于其他区县，研究区域内VOCs排放高值点主要集中分布于各区县工业园区所在地.研究所构建的人为源VOCs组分清单可为沧州市臭氧污染治理及精细化管控政策制定提供数据支撑.

关键词：排放清单沧州挥发性有机物(VOCs) 臭氧生成潜势(OFP) 组分清单

面向电大多尺度模型的大规模并行对称半正定亚网格FDTD算法

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北京理工大学学报 2023年第6期43卷 649-656页

作者：陈晓洁鲍献丰李瀚宇张爱清周海京中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

针对计算电磁学算法应用于实际工程问题时面临的计算模型电大尺寸多尺度瓶颈,基于自研的高性能并行计算框架JASMIN,通过提出融合h-自适应时间积分算法流程的对称半正定亚网格FDTD算法流程,实现了具备大规模并行能力的亚网格时域有限差分... 详细信息

针对计算电磁学算法应用于实际工程问题时面临的计算模型电大尺寸多尺度瓶颈,基于自研的高性能并行计算框架JASMIN,通过提出融合h-自适应时间积分算法流程的对称半正定亚网格FDTD算法流程,实现了具备大规模并行能力的亚网格时域有限差分(FDTD)算法.该算法保留了FDTD算法高并行可扩展性优势,同时可局部使用细化网格剖分电大尺寸模型精细结构部位,支持粗网格区域和细网格区域分别采用大时间步长和小时间步长进行迭代计算.算例表明,该方法在解决电大多尺度电磁模拟问题时,具有较强的并行可扩展性,同时能够保证数值计算结果的精度和稳定性,与传统的FDTD算法相比,可显著降低内存需求,提高计算效率.

关键词：电大多尺度模型对称半正定亚网格FDTD算法大规模并行

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围炉对谈:性能优化的个性与共性

计算物理 2024年第1期41卷 3-8页

作者：莫则尧王龙刘杰谭光明刘伟峰喻之斌翟季冬杨海龙徐小文黄烁刘洁中国工程物理研究院四川绵阳621900 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京1100095 北京华为数字技术有限公司湖南长沙410073 国防科技大学计算机学院北京100086 中国科学院计算技术研究所北京102249 中国石油大学(北京)信息科学与工程学院超级科学软件实验室广东深圳518055 中国科学院深圳先进技术研究院北京100084 清华大学计算机科学与技术系北京100191 北京航空航天大学计算机学院北京100094 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

2022年12月12日,第八届高性能计算中间件技术研讨会(HPCMid22)成功召开。HPCMid(会议网址:http://***/***)每年举办一次,面向科学与工程计算数值模拟应用在当前及下一代超级计算机上面临的挑战,围绕高性能计算中间件关键技术,邀请相关... 详细信息

2022年12月12日,第八届高性能计算中间件技术研讨会(HPCMid22)成功召开。HPCMid(会议网址:http://***/***)每年举办一次,面向科学与工程计算数值模拟应用在当前及下一代超级计算机上面临的挑战,围绕高性能计算中间件关键技术,邀请相关学者报告最新研究进展并探讨未来发展趋势。第八届研讨会以“适配新型体系结构的性能优化技术”为主题,聚焦后摩尔时代新型体系结构为科学与工程计算带来的机遇与挑战,探讨新型体系结构下可移植性能优化技术的发展趋势。本届研讨会的专家座谈(Panel Session)环节由莫则尧研究员和徐小文研究员共同主持,邀请了王龙、刘杰、谭光明、刘伟峰、喻之斌5位来自高校、科研院所、企业的专家围绕“性能优化:个性vs共性”这一主题开展了深入的讨论与交流,翟季冬、杨海龙等多位专家也参与了讨论。专家们针对性能优化技术的研究现状与发展趋势、面临的问题与挑战以及人才培养等方面发表了许多有启发性的观点。《计算物理》编辑部特将本次讨论整理后发表,以飨读者。限于篇幅,略有删节。

关键词：高性能计算超级计算机体系结构中间件技术性能优化专家座谈人才培养

全球地表气温对CO浓度变化的非对称响应：能量平衡模式研究

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地球科学进展 2024年

作者：屈侠黄刚 1.中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心 2.中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室

气候系统属性可影响二氧化碳（CO2）浓度变化下全球地表气温演变的非对称性，但目前仍不清楚哪些属性的贡献相对关键。因耦合模式比较计划第六阶段模式试验样本不足，基于45个CMIP6模式数据，逐一构建了快速、再现能力理想的两层能量模... 详细信息

气候系统属性可影响二氧化碳（CO2）浓度变化下全球地表气温演变的非对称性，但目前仍不清楚哪些属性的贡献相对关键。因耦合模式比较计划第六阶段模式试验样本不足，基于45个CMIP6模式数据，逐一构建了快速、再现能力理想的两层能量模型，共开展了391组试验。该模试验结果显示，在对称的CO2浓度上升和下降演变下，平衡气候响应、深海热容量和海表—深海热传输系数对全球地表气温演变的非对称性起主要贡献，它们主要通过改变CO2浓度下降期全球地表气温达峰后的降温速度来实现。因此，加深对气候系统平衡气候响应、深海热容量和海表—深海热传输系数的理解，有助于人类更科学地实现巴黎协定目标。

关键词：全球地表气温非对称响应 CO 浓度变化

激光粉末床熔融稀土改性高强铝合金形性调控研究

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中国激光 2024年第10期51卷 244-254页

作者：齐世文顾冬冬张晗戴冬华南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京210016 江苏省高性能构件激光增材制造工程研究中心江苏南京210016

激光增材制造稀土改性高强铝合金因具备轻质高强、复杂构件一体化成形等优势,在航空航天领域具有广阔的应用前景。围绕激光增材制造成形工艺优化、冶金缺陷抑制、力学性能提升及复杂构件形性调控等的研究是近年来的研究难点。本团队开... 详细信息

激光增材制造稀土改性高强铝合金因具备轻质高强、复杂构件一体化成形等优势,在航空航天领域具有广阔的应用前景。围绕激光增材制造成形工艺优化、冶金缺陷抑制、力学性能提升及复杂构件形性调控等的研究是近年来的研究难点。本团队开展了激光粉末床熔融成形稀土改性高强铝合金Al-4.2Mg-0.4Sc-0.2Zr的激光工艺优化研究,基于试验表征与数值模拟相结合的方法,揭示了激光扫描速度对成形试件表面质量、内部冶金缺陷、熔池传热传质行为及纳米析出相分布的影响机制。结果显示:当激光功率为300 W、激光扫描速度为800 mm/s,并辅以325℃/4 h的时效热处理时,成形试件的致密度最优,为99.5%,抗拉强度为512.4 MPa,延伸率为13.3%。基于优化工艺参数对航空领域两类典型的复杂构件开展了成形试验研究,成形试件的最长外形尺寸为570 mm,表面粗糙度Ra≤7.3μm,尺寸精度可达0.1 mm/100 mm。

关键词：激光技术增材制造激光粉末床熔融高强铝合金工艺调控力学性能

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基于DPM-VOF方法的AlCoCrFeNi高熵合金同轴送粉激光定向能量沉积过程数值模拟

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中国激光 2024年

作者：马广义王宏宇马世勇邸腾达牛方勇吴东江大连理工大学高性能精密制造国家重点实验室

激光定向能量沉积技术是最具代表性的增材制造技术之一，现阶段，部分激光定向能量沉积构件，特别是高熵合金构件中仍存在气孔、开裂、变形、脆性相析出等问题，揭示高熵合金的成形机理对于其宏观缺陷和微观组织的调控具有重大意义。然... 详细信息

激光定向能量沉积技术是最具代表性的增材制造技术之一，现阶段，部分激光定向能量沉积构件，特别是高熵合金构件中仍存在气孔、开裂、变形、脆性相析出等问题，揭示高熵合金的成形机理对于其宏观缺陷和微观组织的调控具有重大意义。然而激光定向能量沉积过程伴随着复杂的理化现象，使用实验手段难以很好地研究其中机理，为了进一步揭示高熵合金的成形机理，本文基于拉格朗日离散相模型(DPM)和流体体积分数模型(VOF)的耦合方法以及自适应激光体热源模型，建立了AlCoCrFeNi高熵合金激光定向能量沉积过程的数值模型，并通过实验结果进行了验证。结果表明，激光定向能量沉积过程中熔池主要受到重力、Marangoni力和颗粒冲击作用的影响，其中颗粒的间断冲击打断了熔池中心的对流模式，对熔池内流场和温度场的分布具有不可忽略的影响。此外，激光定向能量沉积AlCoCrFeNi薄壁样件自底部到顶部的微观组织发生了柱状晶到等轴晶的转变(CET)，根据模拟结果，成形过程中熔池后沿固液界面上的平均G/R值从第一层的5.16×109降低到第四层的1.06×109，是样件发生CET转变的主要原因。

关键词：激光定向能量沉积高熵合金同轴送粉数值模拟

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复合材料曲面结构件成型工艺对性能影响研究

复合材料科学与工程 2024年

作者：孔娜王希杰李英志苟凯王增加高性能碳纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心材料西安康本材料有限公司

通过对无人机翼肋和隔框两种曲面结构件的研制及试验验证，研究成型工艺对复合材料曲面结构件的性能影响。为实现无人机轻量化需求，翼肋采用复合材料泡沫夹芯结构，其外轮廓为曲面，翼肋腹板有减重孔及连接孔，根据翼肋结构在复合材料... 详细信息

通过对无人机翼肋和隔框两种曲面结构件的研制及试验验证，研究成型工艺对复合材料曲面结构件的性能影响。为实现无人机轻量化需求，翼肋采用复合材料泡沫夹芯结构，其外轮廓为曲面，翼肋腹板有减重孔及连接孔，根据翼肋结构在复合材料泡沫夹芯面板上加工预制体，对于预制体边缘泡沫裸露区域，分别采用无封边、碳布封边、胶膜封边三种成型工艺制得翼肋。翼肋分别在气动力载荷与蒙皮张紧力载荷的作用下进行试验，并通过ABAQUS有限元分析软件平台进行位移数值分析，获得三种成型工艺的翼肋在两种载荷作用下的变形对比。结果表明，碳布与胶膜可以对复合材料曲面结构件的泡沫芯材起到保护作用，其中碳布封边的翼肋，即整体包覆式复合材料泡沫夹芯结构翼肋的强度和刚度最高。通过机身隔框结构件的研制，进一步验证整体包覆式复合材料泡沫夹芯结构件的的技术可行性。

关键词：复合材料曲面结构翼肋隔框成型工艺