摘要：抛石坝去保护是海底电缆抢修的首要过程之一,目前尚无合适的清理方法且缺乏仿真方法模拟清理过程。为突破国外海底电缆抢修核心技术的封锁,我国开展了深海段海底电缆抢修关键技术的研究。本文提出2种海底电缆抛石坝清理方法,并分别对2种方法进行清理过程的仿真分析与相关设备的设计。以离散元软件EDEM为基础建立了抛石坝仿真模型,通过FLUENT-EDEM耦合仿真以及EDEM与ADAMS联合仿真分别实现2种清理方法的仿真分析。根据仿真分析结果确定抛石坝清理的主要临界清理条件,包括临界启动流速与临界工作载荷。结果表明:抛石坝石块粒径为5~20 cm时,水射流清理石块的流速为30 m/s左右可以基本达到清理要求,水下机械清理方法的最大荷载是6.2 kN。本文可以为实际抛石坝的清理提供有益参考。

摘要：为了指导蒸汽管网的设计与高效运行,提高热能利用效率,助力节能减排,建立了考虑凝结水的蒸汽管网稳态水力热力耦合计算模型,通过SIMPLE算法实现了模型求解,并基于天津某蒸汽管网实测数据验证了模型的准确性。对蒸汽管网中产生凝结的影响因素及凝结水对蒸汽管网特性的影响进行了分析。结果表明:相较于摩阻系数,蒸汽管网的热损系数对凝结水的产生具有更显著的影响;是否考虑凝结水,对蒸汽管道水力特性计算结果的影响很小,但对其热力特性计算结果的影响较大,忽略凝结水导致管道内蒸汽温度最大计算误差为16.2℃。

摘要：通过零维和一维仿真耦合,来探究氢燃料直喷压燃发动机的最大热效率潜力。基于CHEMKIN软件建立氢均质混合气的压燃燃烧详细化学反应动力学模型,利用已有试验结果对模型的预测精度进行了验证。基于GT-Power软件建立发动机的一维流动和性能预测模型,通过GT-power和CHEMKIN耦合,实现对氢燃料直喷压燃发动机的燃烧预测和性能计算。利用GT-power进行试验设计和参数化计算,优化发动机的结构参数和效率。优化后的有效热效率达到51.38%,表明氢燃料直喷压燃发动机具有较大的热效率潜力。

摘要：以人体对足部康复机器人的生物力学响应为目标,结合足部的运动特性和康复模式,探讨足部康复机器人的康复策略。针对所设计的摆幅可调型足部康复机器人,在AnyBody生物力学仿真软件中建立人-机耦合模型,然后在不同的康复模式下,以足部康复机器人的运动速度和摆幅为变量,以肌肉活动度和肌肉功率为输出参数,分析得出康复策略。研究结果表明:足部康复机器人运动速度的快慢和摆幅的大小对康复效果起到了关键性作用。

摘要：目的提高锂电池组SOH评估的准确性,提出面向实际复杂动态工况的锂电池组退化仿真分析方法。方法通过耦合多个电池单体P2D电化学–热模型和电池组串并联等效电路–热–流体模型,建立锂电池组多物理场耦合仿真模型,分析电池系统实际使用过程中电流、温度等工况的动态特性,构建锂电池组广义动态工作载荷谱。开展模型验证和典型3并5串锂电池组多物理场仿真分析,并耦合基于SEI膜生成机理的容量退化模型,分析在动态工况下内部各电池单体的容量及SOH退化情况,并给出该型电池组寿命的薄弱环节。结果动态工况下,锂电池退化轨迹呈高度非线性,环境温度为25~60℃时,随着温度的升高,电池组退化较快,但电池组内部最大温差反而减小。结论提出的方法能够很好地量化实际复杂动态工况对锂电池组退化的影响,为其可靠性设计和运行管理提供了技术支撑。

摘要：以人体肌肉疲劳程度为评价标准,基于人体生理学、人机工程学和仿真试验技术,研究一种自行车结构参数设计的有效方法。以某自行车厂生产的一款公路自行车为例,在Anybody生物力学软件环境下建立人-车耦合系统模型;通过肌电信号试验及心肺功能测试,对人-车耦合系统模型进行了试验验证,确保仿真系统可靠;借助验证后的仿真系统进行了一系列仿真试验,以人体下肢肌肉受力为主要研究对象,分析了相同骑行速度、负载下鞍座位置与人体肌肉受力之间的映射关系。结果表明:对于同一骑行者,自行车鞍座位置对于其肌肉受力值的影响很大,即对其疲劳程度影响很大。分析方法与结果为自行车车架结构设计提供了依据,为自行车设计提供了新思路。

摘要：通过建立准确的压缩机管路有限元模型和声学模型,以一个标准激励载荷对压缩机管路系统进行振动仿真,获取管路振动应力和表面振动速度等数据,将有限元仿真输出的振动数据作为声学激励进行振动噪声耦合仿真研究,从而计算出外部声场数据,该方法可用于进行变频空调器全转速工况下管路振动噪声评价及指导优化设计。进一步为解决噪声仿真计算效率和准确度问题,提出一种高效的噪声计算方法,借助计算机程序实现噪声的快速计算与自动评价,并通过试验测试验证了计算方法的准确性,该方法的提出避免了繁琐的声学仿真和网格划分尺寸的影响,满足了企业对仿真技术提出的高效和准确的要求。

摘要：针对深水网箱自动投饵系统颗粒饲料气力输送时易阻塞与破损的问题,为揭示自动投饵系统中颗粒饲料的气力输送运动特性,开展了管道颗粒饲料气固两相流的数值模拟研究。基于气固两相流理论,分别建立了计算流体模型与离散元模型,通过计算流体力学与离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-EDM)耦合求解,对饲料颗粒从气力输送管道初始阶段到稳定阶段的运动过程进行了分析,得到颗粒从初始状态到运动稳定阶段的颗粒位置分布情况。对不同位置管道内压力进行了分析对比,得到从管道入口到颗粒运动稳定状态时刻的压降。模拟仿真结果为自动投饵装备的模拟仿真与优化设计提供了参考,使其可以对饲料颗粒运动有更好的导向性,更好地降低弯管处颗粒碰撞的能量损失。

摘要：针对目前用滚筒干燥器进行污泥干化过程中热能利用率低等问题,运用Fluent软件与EDEM软件耦合仿真模拟其干燥过程,研究了在考虑颗粒物料相互碰撞作用以及热气流对物料的牵引作用时,滚筒结构对物料的运动路径及其干化效果的影响.提出虚拟吸热量的概念,描述物料在受热干化时气固两相复杂的热交换过程;通过仿真,分析滚筒内扬料板的分布、入料螺旋的长度对物料在滚筒内运动路径及其干化效果的影响,并进行优化设计.研究结果表明:对于规格一定的滚筒干燥器,其扬料板分布形式是影响污泥滚筒干燥器热效率的重要因素;在改进扬料板分布、入料螺旋长度后,滚筒干燥器热效率提高11.2%.

摘要：为了准确分析张紧器-高压隔水管耦合动力学特性,考虑平台漂移以及张紧器、海水阻尼等影响,基于动力学基本原理建立深水钻井工况下张紧器-高压隔水管横向振动力学仿真模型,并在MATLAB中利用有限差分法进行离散求解,分析了管内高压流体、张紧器耦合作用、海流流速、平台漂移量、张紧器张力比等因素对高压隔水管和常规隔水管横向振动的影响。仿真结果表明:在管内高压流体、张紧器耦合作用的影响下,高压隔水管的横向振动位移减小、应力增大;随着海流流速的增大,隔水管的横向振动位移增大,位于海面附近的隔水管的横向振动应力增大,隔水管底部的横向振动应力基本不受海流流速的影响;随着平台漂移量的增大,隔水管的横向振动位移增大,且越靠近海面变化越明显,但横向振动应力基本保持不变;随着张紧器张力比的增大,隔水管横向振动位移减小、应力增大,且对于常规隔水管,易产生应力集中。研究结果可为深水钻井工况下张紧器-高压隔水管的耦合振动特性分析提供理论依据。