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关键词： 大鹏湾   海漂垃圾   迁移路径   数值模拟  

摘要： 作为深圳重要旅游区域的大鹏湾,每年海滩垃圾、海漂垃圾量达上百吨。本文针对大鹏湾区域,以海流模型FVCOM (finite volume community ocean model)为基础建立了大鹏湾区域海洋数值模型,并将模拟的流场及风场数据输入拉格朗日质点追踪模型OpenDrift,结合观测浮标数据对大鹏湾海漂垃圾的迁移过程开展研究。结果表明,大鹏湾常见风为东风、东北风及东南风,在这些风向下, 70%以上的大鹏湾北部及东部的近岸海漂垃圾会聚集在盐田港及香港吉澳区域。在大鹏湾海上垃圾日常清理工作中,需要重点关注盐田港及香港吉澳区域。通过对比不同月份和潮汐的实验,本文发现风向主导海漂垃圾整体的运动方向,风速影响漂移时间及漂移距离,潮流差异影响搁浅区域及抵达各区域的海漂垃圾数量。本文揭示的大鹏湾海漂垃圾的运动和分布规律,可为垃圾清理工作提供参考。

关键词： energy dissipation   impact resistance   pendulum impact test   polyurethane (PU) foam   protective measure  

摘要： The cushioning foam structure protection measures exhibit excellent protective effect. To investigate the energy dissipation effect and impact resistance mechanism of the reinforced concrete (RC) columns designed for protection during collisions, based on the pendulum impact test data, numerical simulations were conducted by using LS-DYNA to analyze the dynamic response and failure modes of the RC columns under impact loading, and the effectiveness of the numerical model was validated. The impact resistance of RC columns with three different protective measures: unprotected, polyurethane (PU) foam protection, and a composite protection using wire mesh and mortar was investigated. The results indicate that both of the protective measures designed by the authors can significantly enhance the impact performance of the RC columns. Under pendulum impact loading, the protective measure made of wire mesh- mortar composite with PU foam demonstrates excellent impact resistance. Specifically, compared to PU foam protection alone, incorporating wire mesh with composite mortar on the outer layer of PU foam reduces the peak impact force and displacement by approximately 20% and 25%, respectively, with the same protective thickness. The columns demonstrate enhanced impact resistance at various impact velocities, and increasing the thickness and density of the cushioning layer effectively improves the impact resistance of the RC columns. © 2025 Chinese Vibration Engineering Society. All rights reserved.

关键词： 重掺锑硅单晶   管道问题   小平面效应   数值模拟  

摘要： 在<111>晶向重掺锑硅单晶晶棒拉制过程中经常出现由于小平面效应而产生的中心管道，从而影响最终硅片质量，因此迫切需要解决此问题。本研究针对8英寸（1英寸=2.54 cm）直拉重掺锑硅单晶中心管道问题提出理论解决方案并采用CGSim软件进行模拟验证。结果表明：增大拉晶速度（V）和晶体旋转速度（M）同时减小坩埚旋转速度（N）可以有效抑制小平面效应，显著改善固液界面形状、增大温度梯度、增大固液界面附近熔体流速和减小晶体热应力。最佳的工艺参数为：V=0.7 mm/min、M=17 r/min、N=-7 r/min。

关键词： 螺旋板式换热器   计算区域   数值模拟   区域选取  

摘要： 螺旋板式换热器体积庞大,内部流场结构复杂,为了找到能代表螺旋板式换热器流动与传热特性的小区域,运用FLUENT软件对螺旋光滑通道进行数值模拟,分析不同横向板宽及不同雷诺数条件下螺旋光滑通道流动与换热的变化规律,并与实际模型进行对比,最终得到可以替代实际尺寸的横向板宽b=60 mm的小区域计算模型(实际板宽是200 mm),在雷诺数Re较高时,可以通过横向板宽b=60 mm的小区域物理模型获得整体区域模型的流动与传热特性。用小区域计算方法发现:Re低于200时,螺旋光滑通道内没有涡产生,而Re高于200时,螺旋光滑通道内涡产生的位置及自身的发展过程随Re的增大逐渐趋于稳定,且外螺旋面的努塞尔数要高于内螺旋面;随着通道长度的增加,传热系数和努塞尔数均有减小;相同Re时,更大的横向板宽也会出现更多对涡,且随着横向板宽的增大,螺旋光滑通道内涡到达稳定阶段需要更长的通道距离。

关键词： 高锰钢   耐磨衬板   数值模拟   铸造工艺  

摘要： 高锰钢衬板因其优异的耐磨性与冲击韧性,广泛应用于矿山、建材等重载工况。其组织与性能高度依赖铸造过程中的热传输与凝固行为。本文综述了当前典型的高锰钢衬板铸造工艺,包括砂型铸造、金属型铸造、消失模铸造与V法铸造,同时阐述了数值模拟技术(离散元法、有限元法)在高锰钢衬板研究中的应用。探讨数值模拟在工艺优化中的辅助作用,并分析各项铸造技术其在成型机制、缺陷控制与组织调控方面的工艺特征与适用边界。研究认为,将数值模拟技术与合理的铸造工艺有效结合是提升衬板质量的关键路径。最后,指出了当前研究存在的问题,并对未来研究工作做出了展望。

关键词： 强台风   复杂地形   工程场地   风环境   CFD数值模拟  

摘要： 复杂地形场地在强台风作用下，其风场内风速会呈现强烈的不均匀性。以海南省屯昌县迈湾水利工程场地为例，采用计算流体动力学（CFD）数值模拟方法对场地风环境进行了分析。结果表明：来流风在经过大坝坝址时风速会经历不同程度的衰减，衰减程度与来流风向有关，在45°～90°风向角下，随着风向角增加，水利枢纽的邻近山体对来流风的阻挡效应逐渐增大；在180°风向角下，由于无山体遮挡，工程场地处风速较大；在0°风向角、60 m·s-1风速工况下，大坝两侧和山体交界处风速较高。工程场地内梯度风高度取地面以上300 m较为合理，略小于中国规范B类地貌规定的梯度风高度350 m。

关键词： 混合绝缘子   注模成型   数值模拟   应力分析  

摘要： 注射机注模是生产混合绝缘子的关键步骤，本文基于Moldflow软件构建了3种混合绝缘子注模成型仿真模型。通过分析不同注模方式下的填充时间、表面压力分布及锁模力，以得到优化后的混合绝缘子注模方式。结果表明：3种注模方式的填充时间基本无差异，熔体在模具中的填充都较为均匀，无填充不平衡的区域。注模方式三在表面压力及锁模力方面具有优势，其填充压力峰值为注模方式一的75.84%，为注模方式二的87.13%；注模方式三的锁模力峰值为注模方式一的79.01%，为注模方式二的87.78%。第三种注模方式为混合绝缘子的最优注模工艺。

关键词： 靠系泊   AQWA   LS-DYNA   极值载荷  

摘要： 全球贸易的快速发展推动了航运业船舶设计和建造技术的革新，促进了大型海上设施和船舶建造，以支持资源开发和海洋经济的发展。然而，这也引发了诸多安全问题，其中船舶在靠泊和系泊作业时对码头平台造成的过载尤为突出，严重时可导致码头平台破损及船舶严重变形。因此，研究船舶在靠泊和系泊工况下码头平台受到的极值载荷至关重要。该文以2艘“中远盛世号”汽车滚装船为研究对象，针对码头平台进行转运作业的场景（一艘船系泊在码头平台一侧，另一艘船以不同泊速同时进行靠泊），通过建立船舶、护舷球和码头平台的数值模型，并考虑复杂的风浪流环境载荷条件，基于ANSYS双模块AQWA和LS-DYNA建立了码头平台在船舶靠泊和系泊联合工况下极值载荷的预测方法。该方法为船舶安全靠泊和系泊码头平台提供了理论依据和设计参考，有助于预防码头平台过载事故，提高安全阈值。

关键词： 合成双射流   微米流体   两相流   强化换热   数值模拟  

摘要： 为提高临近空间飞行器电子设备系统散热能力，解决集成化、微型化电子设备芯片高热流密度的问题，针对合成双射流激励器、微米颗粒两相流及二者结合开展换热性能的研究。对合成双射流激励器增强换热能力机理进行分析，并对合成双射流激励器与铜-水微米流体管内流动过程进行建模，运用单欧拉模型模拟分析五种颗粒浓度对流体强化换热能力的影响，还对铜-水、氧化铜-水、氧化铝-水微米流体进行了数值模拟。结果显示：合成双射流激励器能增强流体换热能力，换热能力随微米颗粒浓度的增加而提高；不同金属颗粒种类的两相流换热能力不同，随金属颗粒导热性能变化。当微米颗粒流体为颗粒浓度为8%的铜粒子时，开启合成双射流激励器后芯片温度由328.225K降低至303.816K。

关键词： 熔池熔炼   数值模拟   多级旋流喷枪   浸没顶吹  

摘要： 顶吹熔池熔炼以其高效低能耗优势在锡冶炼中广泛应用，但多级旋流顶吹熔池的流动特性研究较少，尤其在搅拌性能及喷溅量定量分析方面存在空白。本研究基于VOF方法建立数值仿真模型，研究多级旋流顶吹熔池气液两相流动特性，重点分析喷枪浸没深度对流场、速度场、喷溅行为及搅拌区域的影响。结果表明，高速气流在熔池内形成“U”形冲击凹坑，气流冲击后迅速转向逸出，同时凹坑内熔体向两侧卷起。较大的浸没深度在搅拌初期喷溅强度更大，但流场稳定后影响减弱；同时，400 mm和1000 mm浸没深度的强搅拌区域占比分别为58.05%和77.21%。研究提出熔池搅拌性能的新表征方法，揭示喷枪浸没深度对熔池搅拌特性的影响机制。