微气泡减少平板摩擦阻力的数值模拟

微气泡减少平板摩擦阻力的数值模拟（精选7篇）

篇1：微气泡减少平板摩擦阻力的数值模拟

舰船远场尾流气泡分布特性的数值模拟

为了了解舰船尾流中气泡的分布特征,为激光探测舰船尾流提供依据,建立了计算热分层环境中舰船远场尾流中气泡数密度分布的数学模型,该模型由抛物化的RaNS方程及气泡输运方程组成,采用κ-ε两方程湍流模式.利用该模型数值模拟了舰船尾流中的气泡数密度分布特征、气泡尾流宽度扩展规律,气泡数密度衰减规律,并与实测结果进行了比较,二者定性符合得较好.数值模拟表明舰船尾流中半径为10～30μm的.气泡存活时间最长,为了确保能在距船尾5 km处还能探测到舰船气泡尾流,其探测的对象应以半径10～30 μm的气泡为主,并且探测准确度至少应能达到识别出初始截面上气泡数密度的3%.

作 者：顾建农 张志宏 张晓晖 GU Jian-nong ZHANG Zhi-hong ZHANG Xiao-hui 作者单位：海军工程大学,武汉,430033刊 名：光子学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA PHOTONICA SINICA年，卷(期)：36(8)分类号：O353.4关键词：气泡 尾流 舰船 数值模拟

篇2：微气泡减少平板摩擦阻力的数值模拟

环件惯性摩擦焊过程中轴向缩短量的数值模拟

建立了GH4169合金环形件惯性摩擦焊接过程的热力耦合有限元模型,计算了不同工艺条件下惯性摩擦焊工件的轴向缩短量,分析了初始转速、焊接压力和转动惯量对轴向缩短量的影响规律,计算了整个惯性摩擦焊接过程中摩擦副的`轴向缩短量和轴向缩短速率,并做了相应的试验验证,计算结果和度验结果吻合较好.

作 者：张立文 张全忠 裴继斌 张兴国 祝文卉 曲伸  作者单位：张立文,张全忠,裴继斌,张兴国(大连理工大学材料科学与工程学院)

祝文卉,曲伸(沈阳黎明航空发动机集团)

刊 名：航空制造技术  ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(z1) 分类号：V2 关键词：惯性摩擦焊   数值模拟   轴向缩短量  

篇3：高校精品课程档案管理工作浅析

1. 强化意识, 确保精品课程档案完整、安全。

首先, 强化学校教学管理部门领导的档案意识, 只有这样才能使精品课程档案工作纳入学校整体规划, 给予所需的人、财、物投入, 才能促进相关部门及相关人员做好档案的收集归档工作。其次, 深化精品课程负责人和主讲教师以及档案人员的档案意识, 精品课程负责人和主讲教师是高校精品课程档案建立和利用的最大群体, 其档案意识直接影响精品课程档案的归档率和完整率。因此, 应激发起他们积累档案的兴趣和动力, 提高其归档的积极性, 使他们主动把对精品课程文件材料的积累和归档作为自己教学工作的重要部分, 配合档案部门做好归档工作。第三, 专 (兼) 职档案人员是精品课程档案管理工作的主体, 从思想上应充分认识到所从事工作的意义和所肩负的责任, 增强责任心, 改变那种你交多少我管多少的局面, 从档案材料形成之日起即做好宣传、收集、积累工作, 确保精品课程档案材料的系统完整、安全。

2. 立足实际, 确定精品课程档案的建立原则。

精品课程档案既是精品课程教学活动的记载, 又是评价与考核精品课程负责人和主讲教师开展教学活动的依据, 是教学评估的一项重要资料。精品课程档案的建立必须坚持以下原则:一是档案的完整性。学校所有精品课程均应建立档案, 有关精品课程的教学资料应全部归档, 务必保持归档资料的完整。二是档案的真实性。精品课程档案必须是课程教学的真实记录, 要保留各种原始资料数据, 不得擅自修改。三是档案的规范性。精品课程档案要按教学档案的有关要求, 明确归档范围、分类整理要求, 以及不同教学载体的归档形式、归档时间等, 形成规范化的课程档案;精品课程档案应以学期为单位建档, 学期初、学期末重点做好精品课程材料的收集、归档工作。

3. 加强收集, 明确精品课程档案归档范围。

精品课程档案的归档范围主要包含以下内容:精品课程的申报材料及批准文件;精品课程的教学大纲、教学计划、教学日历、授课教案、实验大纲、实验指导书、考试大纲、考试试卷及试卷分析等材料;精品课程多媒体资源 (包括课件、录音、录像、VCD等) ;精品课程的教材建设、教改项目、教学成果材料;精品课程的师资队伍建设材料;精品课程教学效果的评价材料。

4. 严格制度, 提高精品课程档案管理水平。

一是教学管理部门应把精品课程档案管理规范化工作真正做到“三纳入”、“四同步”。“三纳入”, 即把精品课程档案材料的形成、积累和归档纳入教学管理部门工作的规划和计划, 纳入教学档案管理制度, 纳入精品课程档案负责人、主讲教师和教学管理部门工作人员的职责范围。“四同步”, 即是下达精品课程教学任务与精品课程材料归档的要求同步;检查教学工作与检查精品课程档案材料的形成同步;评审、鉴定精品课程的教学质量、教材建设、教改成果与验收精品课程档案材料同步;上报评审材料、教师考核晋级与档案部门提出的归档证明同步。二是主管档案工作的领导要认真学习档案工作的各项政策和法规, 严格遵守档案管理的规章制度, 指导兼职档案管理人员认真做好本部门精品课程材料的收集、整理、立卷、归档工作, 并保证质量。三是建立监督机制, 对于应归档的精品课程材料必须按要求及时收集、归档, 将材料归档同教职员工的年终考核、职务晋升、评奖评优等挂钩, 以增强他们的责任感和积极性, 使档案管理规范化工作真正纳入法制轨道, 提高精品课程档案管理水平。

5. 做好编研工作, 增强精品课程档案的利用效能。

首先, 精品课程档案的编目整理应和其他教学档案一样, 按照教学类档案业务工作规范进行编目整理, 遵循其自然形成规律, 保持课程文件材料的有机联系, 符合教学管理和教学实践活动成套性特点, 按学期立卷。其次, 积极利用精品课程档案, 开展编研工作, 有针对性地提炼加工课程档案信息, 充分调动档案管理人员运用信息技术手段对档案资源实施科学管理与有效开发利用的积极性, 及时为教学科研及管理人员提供服务。使档案资源实现最大限度共享, 而且能逐步提升高校课程建设水平, 提高教学质量, 推动高等教育持续、健康、协调发展。

参考文献

[1].汤英汉.石强.精品课程建设中的问题与对策研究[J].人力资源管理, 2010.1

[2].方舟.滕洁.高校课程档案建设刍议[J].浙江档案, 1994.4

篇4：微气泡减少平板摩擦阻力的数值模拟

关键词：激光；热应力；数值模拟；ANSYS

中图分类号：TG335文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 13-0000-02

The Numerical Simulation

of Metal Plate Thermal Stress under the Action of Laser

Mao Jingfeng,Jiang Houman

(National Defense University,Institute of Optical Science and Engineering,Changsha410073,China)

Abstract:This paper finite element software for ANASYS make brief introduction,on this basis,focusing on the use of the software on the metal plate under the laser temperature field and thermal stress field of process simulation,and gives the simulation results.Finally,the use of finite element software on the metal plate to simulate the thermal stress the significance and purpose are explained.

Keywords:Laser;Thermal stress;Numerical simulation;ANSYS

激光作用于金属平板时，平板表面由于吸收了大量的激光能量，将会引起温度升高、熔融、气化、喷溅等现象，激光与金属平板作用的具体过程与激光参数（能量、波长及脉宽等）、材料特征和环境条件等密切相关。

求解激光作用下结构体热力耦合问题，主要有解析方法和数值方法两大类。解析方法首先建立数学模型，然后从数学模型出发，利用各种数学工具，采用各种技巧，得到某种条件下数学问题的解析形式的解答。随着工程技术的发展，出现了大量复杂的数学物理问题，比如大型结构的强度分析和震动分析等，求解这些复杂的问题，传统的解析方法显得无能为力，需要借助于数值方法，有限元法正是在这种情形下应运而生的。

一、有限元简介

有限元方法是目前在结构分析中应用最广泛的一种方法，另外它还被广泛应用于各种场问题如热传导、电磁场、流体流动等等，目前，有限元方法已成为研究热力耦合问题最重要的数值方法。ANSYS是一个通用的有限元分析软件，可以模拟热与结构应力之间关系的耦合问题的分析。采用ANSYS对激光加热时金属平板的热应力进行数值模拟，能综合考虑实际条件，较好地模拟激光与物质的相互作用。

热应力是由于相互接触的不同结构体或同一结构体的不同部分之间的热膨胀系数不匹配，在加热或冷却时彼此的膨胀或收缩程度不一致，从而导致热应力的产生[2]。

热应力问题实际上是热和应力两个物理场之间的相互作用，属于耦合场分析问题。运用ANSYS有限元软件对结构体进行热力分析可采用直接法和间接法两种不同途径。直接法是直接采用具有温度和位移自由度的耦合单元，同时得到热分析和结构应力分析的结果；间接法是指先进行热分析，然后将求得的节点温度作为体载荷施加到结构应力分析中。

二、数值模拟

（一）模拟条件

设定金属平板几何尺寸（长×宽×厚）为：120mm×120mm×10mm。平板材料采用常用金属 钢作为研究对象，该材料密度为 ，导热率为30W/m℃，比热容为544J/kg℃，线膨胀系数为13.6×10-6/℃，弹性模量为191Gpa，剪切模量为73.3Gpa，泊松比为0.3，熔点为1524℃，设定初始温度为25℃。假设激光作用在金属平板的中心，光斑直径为30mm，功率密度为1500W/cm2，加热时间为5s。

（二）模拟过程

本文采用间接法对激光辐照下金属平板的热应力进行数值模拟，其基本步骤如下：

1.实体建模，首先根据分析类型和特点选择无中间节点的3-D热分析单元Brick 8node 70作为分析的单元类型，然后根据前面给出的平板材料参数对材料的性能参数进行定义，并根据平板的几何尺寸通过体素在图形窗口中建立平板的实体模型。为便于激光辐照的加载，需要在平板模型的中心位置创建一个与激光光斑直径相同的圆柱体，然后将圆柱体与平板模型进行布尔运算。创建好的实体模型如图1所示。

图1平板的实体模型 图2施加热流密度后的有限元模型

2.网格划分，手动指定实体模型上各条线段被划分的数量，然后程序自动按要求对实体模型进行网格划分。为了提高模拟精度，同时节省计算机资源，对实体模型的不同区域指定了不同的网格密度，模型的中心附近区域在激光辐照过程中温度变化梯度较大，网格划分的更稠密。完成网格划分后的实体模型即已转化为有限元模型。

3.加载求解，首先对平板的初始温度进行设定，然后对激光能量进行加载。将激光能量以热流密度的方式施加在有限元模型的中心部位，热流密度的数值根据激光能量的大小和平板材料对激光的吸收率确定。施加热流密度后的有限元模型如图2所示。

4.溫度场求解，首先对求解过程进行控制设置，主要包括求解类型设置、求解选项设置以及求解时间子步的设置等，完成设置后计算机将自动完成求解。完成求解后可通过通用后处理器对模型的温度场分布进行查看，如图3所示，此外还可通过时间历程后处理器对模型上任意指定点的温度-时间曲线进行显示，图4中显示了平板中心点温度随时间的变化关系曲线。

图3温度场分布等值线图 图4中心点温度随时间变化关系曲线

5.热应力求解，完成温度场的求解后重新进入前处理器，进行单元类型的转化，将热单元转换为相应的结构单元；然后对结构分析中的弹性模量、泊松比、线膨胀系数等材料属性进行设置；接着读入热分析结果将其作为载荷，并指定计算热应力时的参考温度为25℃；最后对热应力进行求解。平板的等效应力等值分布图如图5所示。

（三）模拟结果

根据2.1节设定的条件进行模拟，由模拟结果可知金属平板受激光作用后，平板中心点的温度最高，温度可达到341.6℃；由于激光作用时间较短，金属平板吸收的激光能量还来不及传导，激光光斑附近区域温度梯度变化较大，远离激光光斑的区域温度基本没有升高。金属平板内部最大应力值为789MPa，小于 钢的抗拉强度。

三、结论

运用该软件能够根据金属平板的几何尺寸、材料性能以及激光的功率密度、光斑大小、激光作用时间，材料对激光的吸收率等相关参数对受激光作用下金属平板内部的温度场和应力场分布进行有效数值模拟。通过模拟结果可以预先估计平板内部最高温度点及最大受力点的大小和位置，判断金属平板内部热应力是否超出材料应力极限。

此外，ANASYS有限元软件作为一种有效工具，也能够根据实际情况便捷、准确地对各种结构体受激光作用时的温度场、应力场进行数值模拟，可广泛应用于激光打孔、激光切割、结构强度分析等方面。

参考文献：

[1]陆健,倪晓武,贺安之.激光与材料相互作用物理学.北京:机械工业出版社,1996

[2]张朝晖.ANASYS热分析教程与实例解析.北京:中国铁道出版社,2007

篇5：微喷管流场及其推力性能数值模拟

微喷管流场及其推力性能数值模拟

采用连续介质模型和分子运动模型系统地研究了二维微喷管内的流场及推力特性,重点考察了连续介质模型的适用性、微喷管工作条件和几何结构对流场结构和喷管性能的.影响.研究结果表明,在努森数不大时,两种方法的结果基本符合.当努森数大于0.045时,连续介质模型与分子运动模型模拟结果差异较大.微喷管的推力和喉部雷诺数与喷管的入口压力、喉部宽度近似成线性变化;微喷管收缩角、扩张角给定时,其扩张段的长度仅影响推进性能,对流场结构影响较小.在喉部尺寸和扩张比一定时,扩张角为22度的微喷管推进性能最佳.

作 者：张先锋 刘明侯 张根@ 陈义良 ZHANG Xian-feng LIU Ming-hou ZHANG Gen-xuan CHEN Yi-liang 作者单位：中国科学技术大学,热科学和能源工程系,合肥,230027刊 名：宇航学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTICS年，卷(期)：27(4)分类号：V430关键词：微喷管 连续介质模型 分子运动模型 DSMC方法 推力性能

篇6：阻力和摩擦力一样吗？

阻力又称后拽力、空气阻力或流体阻力，是物体在流体中相对运动所诞生与运动方向相反的力。阻力的方向和其所在流场的流速方向相反。

摩擦力

妨碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动（或相对运动趋势）的`方向相反。摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦、滑动摩擦三种。

篇7：风沙运动中沙粒阻力的数值研究

风沙运动中沙粒阻力的数值研究

摘要：对雷诺数Re≤300下单个圆球的阻力和两个前后不同距离的圆球之间的相互干扰对阻力特性的影响采用数值模拟的方法进行了研究.其中,单球的计算主要是为了检验方法的可靠性,并为后面双球干扰的计算提供一个基础.单球计算结果表明:单球的`阻力系数值和流动特性与文献中的研究结果很符合.双球计算的结果表明:后球对前球的阻力影响很小,而前球对后球的影响则非常大,计算中后球的阻力最小只有单球的30%.这种影响与圆球的雷诺数和两球之间的距离都有关系.作 者：胡赞远 吕志咏 HU Zan-yuan L(U) Zhi-yong 作者单位：北京航空航天大学,流体力学教育部重点实验室,北京,100083期 刊：中国沙漠 ISTICPKU Journal：JOURNAL OF DESERT RESEARCH年，卷(期)：,29(1)分类号：X169关键词：阻力系数 单球 双球 流动特性 流动干扰