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高精度 计算机辅助孔型设计、模拟和优化（CAE)
在棒材、线材、型材及管材等轧制工艺制度制定中，首要任务之一是进行科学的孔型设计。孔型设计合理与否直接影响到轧制效率、产品质量和实际操作条件等。棒、线、型材及管材等轧机的经济效益可以通过提高孔型设计质量和优化轧制工艺制度（包括速度制度等）来实现。传统孔型设计主要是依据经验试（凑）错法，往往需要经过多次试轧和修正才能轧出合格产品，研发周期长、成本大。本项目《高精度计算机辅助孔型设计、模拟和优化（CAE）技术》针对各类棒线型材及管材产品以现代计算机辅助工程 CAE 为核心技术进行孔型设计，采用反映轧制过程多阶段、多影响因素的精确数学模型，在满足咬入及变形条件、孔型中稳定条件以及设备能力和电机负荷等限制条件下，进行孔型优化设计,既获得满足要求的轧材几何形状、尺寸精度、表面质量和组织性能等，又达到高效率生产的目的。其设计系统的核心是应用计算机优化获得最佳孔型系统、轧辊及孔型配置以及最优工艺控制方案和工艺控制模型，还可以对孔型设计结果进行计算机模拟，根据模拟结果再对孔型设计方案进行必要的修改，用计算机模拟和优化加速孔型设计进程、提高孔型设计质量（包括安全性、可靠性、共用性等），减少或代替试轧过程。该技术可应用于各类棒、线、型材及管材等轧制过程的孔型设计,其中包括：螺纹钢筋（包括切分轧制）、圆钢、方钢、角钢、槽钢、工字钢、 轻轨、重轨、扁钢、球扁钢、H 型钢、T 型钢等各类简单断面、复杂或异形断面型材等；热弯或冷弯型材等；管材孔型设计（包括穿孔机孔型、连轧管孔型以及周期式冷轧管机组）等。连续式轧机、半连轧、万能轧制法以及横列式轧机等；环件轧制等特种轧制工艺。钢种：各类碳素钢、碳结、优质碳结、各类合金钢和特殊钢等。
北京科技大学
2021-04-13
一种测试煤炭自燃发火期小型模拟装置
煤炭自燃发火期小型模拟装置设备包括自燃反应炉、沙浴装置、温度采集系统、温度补偿系统、供气系统和气体分析系统。其中自然反应炉首创了双层煤炭氧化炉嵌套结构，真正解决了已有煤炭自燃发火模拟装置的热量散失问题；沙浴装置控温范围更大、控温精度更高，具有热量传导均匀、适合高温工作、无安全隐患的优点，并作为双层煤炭氧化炉嵌套结构外部的又一层温度保护结构，为模拟煤自燃发火的全过程提供良好的温度保护。本发明工作稳定，模拟相似度高，能够很好地模拟煤炭自燃发火过程，可用于测试煤炭最短自然发火期及实际条件下的煤自燃发火条件、地点和时间的判定及预测等。
北京科技大学
2021-04-13
磁约束聚变快粒子输运扫频现象的模拟重现
在磁约束聚变等离子体实验中，聚变反应和辅助加热产生的快粒子可以激发多种阿尔芬本征模。相关的非线性波-粒子相互作用可以显著改变快粒子输运过程，从而影响等离子体运行。阿尔芬本征模引起的快粒子输运增强往往伴随着周期为亚毫秒量级的快速扫频现象。张桦森等人的工作从第一性原理出发，通过大规模并行计算动理学模拟，在环形等离子体位形中第一次在不包括外部源（sources）和汇（sinks）的情况下观察到了快速重复的扫频现象，并对此提出了新的物理解释。这一研究结果有助于我们对等离子体中的无碰撞输运过程的深入理解。相关工作今年7月10日发表在美国《物理评论快报》（Physics Review Letters)上。这一工作得到了国家磁约束核聚变能研究专项、973项目、教育部985计划项目以及国家自然科学基金等的资助。国家超算天津中心为研究提供了技术支持，部分计算在天河一号上完成。
北京大学
2021-04-11
一种多功能火灾试验炉模拟加载实验装置
本实用新型涉及一种多功能火灾试验炉模拟加载实验装置，包括位于火灾实验炉四角处的四个竖向立柱、固定连接在两个竖向立柱顶端之间的横向加载梁，前后两侧的两个横向加载梁之间连接有一可横向往复直线运动的第一加载位调整装置，位于右端的两个竖向立柱之间连接有一可竖向往复直线运动的第二加载位调整装置。本实用新型利用可横向往复直线运动的第一加载位调整装置，能够提供竖向加载，而且便于调整竖向加载位置；并利用可竖向往复直线运动的第二加载位调整装置，能够提供横向加载，而且调整横向加载位置；能够实现竖向、横向、多点、多面加载
安徽建筑大学
2021-01-12
NJHL-C型冷却水动态模拟试验装置
NJHL-C智能水质动态模拟试验装置是以西门子PLC+触摸屏为控制和显示核心，替代以往仪表设计的水质动态模拟试验装置。使得测量更精确、控制更准确、操作更方便、外表更美观等优点；尤其是当电脑无法正常工作时PLC本身可以记录数据，可以显示数据变化的曲线。这是采用智能仪表设计无法实现的。主要测量进出口温度、加热温度、冷凝温度、pH、电导率、腐蚀率等值。计算出污垢热阻、浓缩倍数、沉积速率和垢层厚度等评价水质重要指标等参数；通过485总线与计算机实时通讯，在计算机组态画面上显示试验装置工艺流程图、实时曲线图、
南京工业大学
2021-01-12
应用建筑热环境模拟技术解决工程实际问题
公共建筑由于建筑各异，形状特别，热环境设计最初气流组织方案对比对设计方案的确定非常重要，研究团队曾进行十余项（世博国家馆、世博文化中心、光源工程储存环送风均匀性模拟、海航大厦等）建筑热环境模拟以解决工程实际问题，如世博地区馆层高 9m，空调面积 24000m2，层高不算高，但跨度达百余米，研究团队通过顶送和侧送三种方案的热环境、速度场、舒适性指标等的比对后，确定了顶送气流组织方案；下图中还演示了一个地板送风的程控机房室内热环境问题，研究团队利用模拟技术找到了室内不均匀根源，通过送风系统改造解决了热不
上海理工大学
2021-01-12
一种冲击高压试验的培训模拟平台以及方法
本发明涉及一种冲击高压试验的培训模拟平台以及方法，包括硬件和虚拟软件模块两个部分:硬件 包括冲击高压试验中所有操作按钮，类同于真实的冲击电压发生器操作平台。该平台通过 USB 接口连 接存有虚拟软件的 PC 上。虚拟软件模块基于 Visual C++编写，分两个部分，其一是界面，显示冲击电 压发生器本体和被试品;第二部分是计算和控制模块。优点如下:1、解决冲击高压发生器价格昂贵， 不能满足众多实习者现场操作的缺憾，完成所有实验培训过程所需费用远小于现场实验。2、模拟平台 可模拟冲击电压发生器实验的各种操作过程，仿真测量各种不同电压等级的被试品的 50%冲击击穿电压。 3、完成所有实验培训过程的安全性远高于现场实验。
武汉大学
2021-04-13
力-热-化多场耦合理论与数值模拟技术
随着人类对自然科学认识的不断深入以及现代工业技术的不断进步，特别是凝胶等软物质的应用、锂电池、燃料电池等技术的发展，人们逐渐认识到力热与化学作用之间也存在着不可忽略的耦合作用。本成果完成人通过引入化学反应进度，基于非平衡态热力学建立了一套适用于描述可变形固体材料质量传递、热传导以及化学反应耦合问题的力-热-化连续介质理论框架，该理论适用范围宽广，针对包含化学反应的各演化过程有相应的耦合动力学控制方程。针对所建立力-热-化多
哈尔滨工业大学
2021-04-14
一种斜拉桥拉索水路的模拟装置及方法
一种斜拉桥拉索水路的模拟测试装置及方法，装置的组成是：试验用斜拉索两端分别通过上下二根悬吊弹簧与四边形的钢框架上下边框相连，下方的悬吊弹簧中串联弓形应变式传感器；斜拉索的两端还设有加速度仪，斜拉索的二端还与阻尼器的连杆固定连接，阻尼器固定安装在钢框架的侧框上；钢框架下部的一角铰接在转盘上，钢框架的下边框与转盘之间设有千斤顶；斜拉索上方设置有喷水装置，钢框架的侧边框上方安装有摄像机。该装置能更准确地测试斜拉桥拉索的水路，测量精度高，结构简单，为研究斜拉桥的雨振现象提供更加可靠、客观的依据，为斜拉桥的设计与施工提供可靠的保证。
西南交通大学
2016-10-20
含水层人工补给过程非饱和-饱和水流耦合模拟
通过非饱和带入渗井（注水井）进行人工补给，是含水层人工补给的重要方法之一。该方法主要适用于潜水面埋藏较深或地表覆盖不利于人工补给的场地。预测人工补给过程中非饱和-饱和带水流的响应、计算含水层的补给量是评价及设计人工补给方案的重要指标，传统定量评价模型仅适用于饱和带注水井流问题，缺少非饱和带井流模型。因此，采用传统模型评估考虑非饱和带入渗井方式的人工补给方案时会引起较大误差。 这项研究利用解析方法，开发了非饱和-饱和水流耦合的解析模型，用于评价非饱和带入渗井引起的非饱和-饱和水流过程，计算含水层的补给量。研究结果发现，非饱和带的储水性对人工补给的效率有较大影响：储水性小的非饱和带在补给过程中水流可以很快达到稳定，注入井中的水流可以很快到达饱和带，且大部分都可以存储于饱和带中，有利于人工补给；反之，则不利于采用非饱和带入渗井的方式进行人工补给。同时，揭示井的结构和含水介质的各向异性仅会影响初期的饱和带补给量，不影响后期稳定的补给量。传统模型由于未考虑非饱和带的储水性质，会过高估计饱和带的补给量。该解析模型为人工补给定量评价提供了重要的工具。
南方科技大学
2021-04-13