摘要：随着城市地铁线路运营规模的增加和运行时间的增长,节能降耗、运营维护、改造升级等一系列问题越来越不可被忽视。仿真技术一直是轨道交通行业研发生产过程中的重要手段,是实现大型复杂产品数字化的重要基础,在优化系统参数、缩短开发周期、节约设计及验证成本等方面发挥重要作用。在过去的研发生产过程中,各专业往往更关注于本专业、本系统的功能仿真分析,将其他相关专业做理想化的简化处理,很少有统一考虑列车、牵引供电、信号、运行调度等系统相互耦合特性的综合仿真平台。文章针对上海地铁运维中面临的实际问题,从线路运营角度出发,基于目前主流的仿真技术,并考虑未来平台的可扩展性,搭建一种综合仿真平台,实现城轨“多专业、多系统”集成层面,车辆、信号、供电三大专业多个核心子系统的耦合仿真。通过上海地铁某线路耦合仿真计算结果和实际运行数据的对比,证明了所提出的多系统耦合仿真方法的正确性。

摘要：针对传统外骨骼研发中普遍忽略外骨骼对人体作用的缺陷,提出一种基于OpenSim开源生物力学仿真平台的外骨骼设计方法,以提高外骨骼的安全性和有效性。将外骨骼机械本体嵌入人体肌肉骨骼模型中进行耦合仿真,分析在外骨骼助力下人体特定部位关节肌肉的状态;在仿真平台中修改外骨骼的结构参数,观察其对人体助力的影响,不断迭代改进,最终得到外骨骼产品;以踝关节保护器为例,阐述外骨骼设计方法的流程。仿真分析结果表明:使用该方法设计的踝关节保护器能使人在30°斜坡上竖直着陆时脚踝距下关节内翻角度减小34%。

摘要：针对现有的小型马铃薯收获机筛面土块破碎效果不佳而影响分离效率和收获品质等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式和常用杆条式分离装置,设计了一款马铃薯收获机扰动分离装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯的碰撞特性和土块的破碎过程分析,得到影响薯块损伤和土块破碎的主要因素为扰动深度、偏心轮转速和偏心距;通过EDEM-RecurDyn耦合构建仿真模型,单因素试验得到扰动杆数量最优为4,以扰动深度、偏心轮转速和偏心距为试验因素,以马铃薯碰撞力和土块破碎率为评价指标,运用Box-Behnken中心组合设计方法进行仿真试验,对试验结果进行方差分析,利用响应面分析了各交互因素对试验指标的影响规律,结合实际工况确定影响因素最佳取值。验证试验表明:当收获机分离筛运行速度为0.7 m/s、扰动深度为51.5 mm、偏心轮转速通过调速器设为2.3 r/s、偏心距为31 mm时,土块破碎率为60.7%,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为790.66 m/s~2,小于马铃薯临界损伤阈值。

摘要：瞬态分析程序CATIA将控制系统用FORTRAN语言编写在源程序内,不易对其控制系统逻辑进行优化设计,限制了其应用范围。因此使用图形化控制系统建模工具Simulink模拟控制系统,并将CATIA与Simulink进行耦合仿真计算。计算结果表明,耦合计算结果与单独使用CATIA的计算结果基本一致,但是采用耦合计算的方式使控制系统的建模过程直观高效,同时该耦合计算方法易于扩展。

摘要：温差同位素电源是一种将放射性同位素衰变产生的热能转换为电能的装置,涉及热-电物理场强耦合,如何准确仿真分析是一大难点。本文基于一款90Sr温差同位素电源样机,首先建立了样机整机热-电物理场直接耦合的数字仿真模型,结合试验数据对模型参数进行优化,然后通过模拟试验验证了电源样机稳态和动态运行下模型仿真的准确性。最后利用模型开展了电源样机整机热-电物理场分析,以及外接不同负载时的输出功率研究。结果表明,在给定工况下,样机系统漏热占比26%,电路电能损耗占比10%;在最佳匹配负载下,整机最大输出功率可达96mW,热电转换效率2%。

摘要：针对现有甘薯水平栽插移栽机械较少、移栽位姿不符合农艺要求等问题,结合甘薯栽植农艺要求,设计一款能实现水平栽插的甘薯移栽机构。通过建立数学模型对移栽机构的整体结构和关键部件进行优化设计。以机构前进速度、机构安装高度为试验因素,通过EDEM-ADAMS耦合仿真对薯苗入土深度与土中直线长度进行仿真试验与参数优化,仿真试验的最优参数为:机构前进速度0.22 m/s、安装高度181 mm。田间试验结果表明,薯苗入土深度平均合格率与土中直线长度合格率分别为95.32%、93.12%,符合甘薯水平栽插农艺要求。

摘要：通过研究发动机及其冷却系统耦合仿真方法,实现了发动机与冷却系统的边界条件双向实时传递,打破了传统冷却系统设计的散热量计算不准、冷却系统不匹配、部件与流体工作温度极限不匹配等局限性。在此基础上建立了某型发动机及其冷却系统的耦合仿真模型,通过试验验证了该耦合仿真方法的可行性与准确性。

摘要：带有延伸喷管的固体火箭发动机一般采用热分离方式进行级间分离,要求延伸喷管按照先点火、后展开的时序进行工作。因此,延伸喷管的展开过程实质上为一个燃气流动与延伸锥运动相互耦合影响的过程。为了详细分析和评估在燃气流场和延伸喷管展开相互耦合影响下尾流的变化和延伸锥的展开情况,根据Fluent软件中的用户自定义函数(UDF)功能提出了一种耦合仿真方法,并据此对某型双级延伸喷管的展开过程进行了耦合仿真研究,得到了在延伸喷管展开过程中尾流的变化以及延伸锥的运动和气动力等参数随时间的变化情况。计算结果表明,在延伸喷管展开过程中,延伸锥及其展开机构所在的空腔内的温度出现短时剧烈波动,需对其进行一定的热防护;在高空工况下,流场气动力对延伸锥的展开主要为阻碍作用且影响较大,当气瓶初始压强低于1.0 MPa时,延伸锥可能出现无法展开的情况;耦合仿真结果可反映出发动机工作时延伸锥的实际展开情况,可对延伸喷管能源系统输入参数等设计提供指导。

摘要：在飞机电气线路互联系统(EWIS)设计中,量化各类信号电磁干扰程度是重要的研究内容。文章基于CST软件构建平行线缆系统仿真模型,研究了发射线缆注入单源干扰时,线缆隔离间距、线缆离地高度及线缆类型几种要素对接受线缆上串扰耦合的影响;并对同一线束中不同频率的双源混合信号传输体系进行了仿真对比研究,为混合信号在电子设备传输中的串扰分析提供了一定的研究基础。通过仿真结果表明,串扰耦合电压随着线缆隔离间距减小、线缆离地高度增加而增大;屏蔽线可以有效降低电磁干扰;在混合信号传输中高频信号对串扰波形及耦合量影响较为严重。

摘要：采用STAR-CD软件,建立了Helmholtz进气谐振器流体动力学模型,利用GT-POWE软件建立465Q汽油机模型,运用STAR-CD与GT-POWER软件建立了谐振器与发动机联合仿真模型,在此基础上,对谐振器和发动机进行了一维/三维模型耦合仿真,得到了谐振器对进气降噪和发动机性能的影响结果。并进行了实验对比,计算值与测量值吻合良好,模拟结果为谐振器的优化设计提供了依据。