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关键词： 运动文胸   版型设计   乳房位移   接触压力   有限元仿真   动态接触模型  

摘要： 为探究运动文胸结构设计参数对乳房位移控制及压力舒适性的影响,进一步优化运动文胸款式设计,提出了一种结合参数化设计和数值模拟仿真技术的方法,从运动文胸版型的数字化和人体生物力学建模仿真角度出发,通过选取鸡心高度、侧比高度和背部结构3种结构参数作为研究对象,分析设计参数对运动文胸性能的影响。结果表明:单独改变结构参数或同时改变鸡心高和背部结构均能有效影响抑制乳房位移效果和胸底部的动静态接触压力,最大运动控制效果可提升1.23%,且改变鸡心高度或背部结构(改为U型)时,不会抑制另一个参数的优化效果;此外,与文胸接触的人体部位,其动静态压力的最大值分布排序依次为肩部、胸底部、身体侧边与底围接触区域。本文提出的研究方法能够帮助运动文胸开发人员从功能性和舒适性角度更好地理解文胸结构性能,为消费者提供更加贴合身体且穿着舒适的运动文胸。

关键词： 土渠   渠道渗漏   层状土壤   入渗参数   数值模拟   多因子数学模型  

摘要： 准确计算土渠渗漏量对灌区的输水效率测算和灌区管理具有重要意义。为提出准确高效的渠道渗漏评估方法,以河套灌区义长灌域为研究区,建立土渠二维入渗的数值模型,采用渠道渗漏试验数据对其率定验证,进一步探究渠道水深h、底宽b、边坡系数m、分层土壤饱和水力传导度k_(s1)、k_(s2)、k_(s3)对渠道土壤水分入渗过程的影响规律,以Kostiakov-Lewis模型为基础模型,采用多元线性回归建立基于入渗参数的多因子数学模型。结果表明:数值模型模拟R^(2)均在0.928以上、RMAE、RMSE分别小于14.57%、0.048 cm^(3)/(cm·s),模型可以用于模拟渠道土壤水分入渗过程。各因素对渠道稳渗速率的影响程度依次为:k_(s1)>h>k_(s2)>k_(s3)>b(m不显著)。建立的土渠二维入渗多因子数学模型R^(2)在0.87以上,均值为0.96,RMSE、RMAE、ME均值分别为0.05 cm^(3)/(cm·s)、14.13%、0.027 cm^(3)/(cm·s),评价指标结果较好,模拟值与预测值较吻合,模型可行。研究量化了各影响因素对渠道稳渗速率的影响,发现紧邻渠床土层和水深对渠道渗漏影响显著,所建立的土渠渗漏实用公式能够准确高效地用于分层土壤条件下各级渠道渗漏量计算。

关键词： VOF模型   等离子喷涂   凝固   镍   涂层  

摘要： 采用VOF模型模拟了熔融镍液滴在等离子喷涂沉积过程中的凝固和飞溅现象,并通过动量方程与流体体积法相结合的方法分析了颗粒的自由表面;利用焓法对包含相变的热传递过程进行了建模;通过设定三组不同的实验条件,模拟镍液滴形成涂层的过程,深入分析了镍涂层的形成机理。结果表明,液滴的撞击速度越大,其扩展系数越大,并且在喷涂过程中会产生飞溅现象;基板温度越高,液滴的扩散距离越大;液滴直径越大,扩散距离越大,但并非呈严格的线性关系,并且其凝固形成的薄片越厚。

关键词： 油田开发   水平井压裂   支撑剂分布   支撑剂运移   裂缝扩展   施工参数   数值模拟  

摘要： 压裂过程中,裂缝的有效支撑是影响水平井分段压裂效果的关键因素.为提高致密油气压裂开采的效果,需要明确多簇裂缝扩展过程中支撑剂的运移和铺置规律.通过建立平面三维裂缝模型与支撑剂运移一体化计算模型,模拟水平井多簇裂缝竞争扩展状态,并对比分析不同施工参数对缝内支撑剂铺置的影响规律以进一步优化压裂施工工艺参数.研究结果表明:受到缝宽影响,支撑剂易在缝宽较小处堆积;受缝间应力影响,当排量、液体黏度和簇间距增大时,中间裂缝受到挤压,穿透能力增强,面积增大;阶梯加砂方式下支撑剂在缝内呈楔形分布,支撑剂浓度与缝宽的变化规律相同,沿缝长均逐渐减小,所以,近井支撑效果较好;受缝间应力影响,采用高注入排量,配合低黏度压裂液与低密度支撑剂组合注入方式,可有效提高裂缝的支撑面积及支撑效果.研究可为明确水平井多裂缝扩展规律及现场施工参数提供理论依据.

关键词： 铅酸电池   物理化学模型   数值模拟   启停循环  

摘要： 结合等效电路模型和物理化学模型,提出模拟铅酸电池启停循环的多物理场模型,并利用数值计算分析发生在电池内部的循环充放电过程.该模型充分考虑了多次循环过程中发生的老化现象、正极栅板腐蚀、负极硫酸盐化、氢气氧气逸出造成的失水现象.通过得到的电池容量衰减曲线,分析电池内部硫酸浓度的变化情况.模拟结果与实验数据对比验证了模型的有效性与准确性.利用本模型可进行高效的模拟实验,有利于降低实验成本,缩短开发时间,为新电池研发提供支持.

关键词： 多级离心萃取机   计算流体力学(CFD)   自由液面   气-液两相流  

摘要： 利用CFD模拟多级离心萃取机单级转子内液体流动过程,发现气-液两相流运行规律以及流量、转速对流场的影响。结果表明,澄清室内气-液两相存在明显分界,气相聚集于轻相堰与轴之间;自由液面随流量增大向重相堰流动,而随转速增大反向轴心运动,当流量增至80 L/h,液面溢出重相堰;通过模拟提出了优化方案,增设挡板能有效减少液体“空转”;搅拌桨直径d_(mix)=64 mm时,混合强度最高;将新型多级离心萃取机应用于烟碱提取,萃取后物料中烟碱残留量低于0.1%,分离情况良好。

关键词： ZL101A合金   箱盖   数值模拟   热处理变形   装炉方式   淬火介质   结构刚性  

摘要： 针对某ZL101A合金制G型箱盖热处理后存在平面翘曲变形的问题,采用数值模拟方法预测箱盖易变形部位,进而制定防变形措施。首先建立温度-传热-应力应变的多场耦合模型,采用JMatPro软件计算ZL101A合金的比热容、热传导率等热物性参数,实测并计算水和AQ260水溶液的换热系数,在此基础上,采用ANSYS有限元方法模拟了装炉方式和淬火介质对G型箱盖淬火变形的影响,并结合模拟结果进行了工艺试验。模拟结果表明,吊挂+PAG水溶液淬火处理箱盖的变形最小,平面翘曲变形值为3.5603 mm。考虑箱盖铸态存在约1 mm变形,实际生产时无法满足机加工≤4 mm的要求,因此采用增强结构刚性的方案来控制箱盖的变形。工艺试验结果表明,点焊拉筋或附铸加强筋的方式均可减少箱盖热处理时的平面翘曲变形,且吊挂+PAG水溶液+附铸加强筋的方案控制热变形效果最优,试验3件箱盖平面翘曲变形均≤2.5 mm,满足机加工要求。

关键词： 导水裂隙带   现场实测   数值模拟  

摘要： 导水裂隙带是良好的充水导水通道,研究导水裂隙带分布情况能够更好地指导顶板管理和安全生产。文章通过现场实测、数据分析和数值模拟,分析了岳城煤矿4303工作面导水裂隙带高度发育情况,利用数值模拟验证了现场实测数据的准确性,研究结果有望对岳城煤矿顶板管理、防水煤柱留设、提高开采上限提供科学指导。

关键词： 负压半密闭罩   水泥粉尘   粉尘运移   数值模拟  

摘要： 为深入分析并理解负压半密闭罩内气流与粉尘分布规律,进而实现高浓度粉尘环境的有效治理,以某水泥包装车间为例,进行数值模拟,研究半密闭罩内气流与粉尘的运移规律;开展现场采样、计量现场风速及粉尘质量浓度分布。研究结果表明:数值模拟和现场测量的结果吻合度较高;基于半密闭罩结构及人员操作位置特点,气流在罩内四角及工人作业区域附近形成涡流,使得粉尘滞留于涡流区域和墙角区域;在原有的通风环境下,粉尘在包机后方滞留区和涡流区积聚,经1号和2号排风口排出且呼吸带附近粉尘质量浓度超标。研究结果可为同类负压半密闭罩内的粉尘防控工作提供参考和借鉴。

关键词： 软岩巷道   围岩变形   数值模拟   支护优化  

摘要： 为解决深部软岩巷道围岩变形大、支护构件破坏等问题,以旺岭煤矿09211运输顺槽为工程背景,分析了原支护方案下巷道破坏特征,并提出采用“锚网索+喷浆”联合支护的方案。利用现场实测和FLAC^(3D)数值模拟软件对比分析了优化前后支护方案的巷道围岩应力、变形情况,验证了新支护方案的可行性。工程实践表明,采用新支护方案后巷道整体变形量较小,进而使巷道围岩更稳定。