成果简介冶金过程仿真是以程序设计和物理模拟相结合， 通过数值计算和图像显示的方法， 对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题进行研究。 冶金过程仿真在炼钢、 炉外精炼以及连铸过程有着广泛的应用。 在钢液的冶炼、 浇注过程中所涉及到的流体流动、 传热、 传质进行模拟， 其中包括钢包精炼过程、 连铸中间包、 连铸结晶器浇铸过程以及模铸浇铸过程中的三维多相流动、 传热、 传质与凝固的冶金过程仿真。外加电磁场作用下， 对连铸中间包的感应加热， 结晶器电磁制动条件下连铸结晶器内钢水的流动和夹杂物去除的冶金过程仿真研究； 钢包感应加热过程操作参数的优化等等有重要作用。 冶金过程仿真结果和工业试验的观察吻合很好， 对工业生产有较好的指导作用。成熟程度和所需建设条件本技术较为成熟， 课题组自行开发软件并配备了流体通用 CFD 软件包 ANSYSFLUENT， 以及磁流体模块（MHD）， 主要用来对冶金过程中流体流动、 组分传输、传热、 凝固、 燃烧以及电磁冶金过程的仿真分析。 经过多年来的积淀和发展， 针对纯净钢冶炼与连铸过程的数学物理模拟研究已经成为本方向较为成熟的研究手段和方法， 近十年， 相继完成近百项相关课题。 2005 年 11 月 30 日“高效异型坯连铸技术开发与应用” 项目， 获安徽省科技进步一等奖。 近几年实验室承担了多项冶金企业的课题， 高效异型坯连铸技术的开发与应用通过数值模拟， 确定中间包内档墙位置， 优化高拉速时中间包内钢水流场； 优化水口结构以及钢水凝固壳厚度的分布特征； 改善结晶器下部的传热条件； 该技术在马钢三炼钢厂取得了较好的经济效益。 先后成功应用于马钢、 济钢和和上海亚新等冶金过程中， 钢包、 中间包、 结晶器以及外场作用（电磁） 下， 对冶炼工艺以及反应器结构进行优化， 近期完成的科研项目有：上海亚新中天六流、 四流中间包内型优化设计的数值模拟研究；马钢第四轧钢厂连铸中间包挡墙工艺参数优化的数值模拟研究项目；马钢第四轧钢厂连铸结晶器水口结构工艺参数优化的数值模拟研究项目；马钢电炉冶炼厂 120 t 钢包吹氩工艺参数优化的研究项目；济钢三炼钢 ASP、 5#连铸机冶金容器流场模拟研究项目。技术指标通过对冶金过程反应器内（如， 中间包） 的流动和传热的数模研究， 掌握冶金反应器内（如， 中间包） 流体流动的规律， 提供合理的工艺设备参数， 使其冶金效果（夹杂物脱除、 钢水成分、 温度均匀性） 符合生产实际要求， 如， 中间包钢水达到包内任意两点的温差不大于 5 摄氏度为合格。 钢包达到较为理想的搅拌效果， 结晶器对液面波动、 凝固坯壳厚度以及流动的控制给出合理的参数， 为高效、 低能耗和绿色冶金提供指导。市场分析和应用前景在冶金过程仿真技术的研究下， 高效异型坯连铸技术使铸机作业率由 65%提高到 87%， 该模式在全连铸生产中应用属于国内首创。 同时对引进的原有工艺及设备进行了改造、 创新后， 使铸机达到了高拉速、 高作业率、 高质量的水平， 铸机的年产量由 63 万吨提高到 110 万吨， 2003 年该项目获安徽省科技进步一等奖。对于节能降耗效益显著。社会经济效益分析过程仿真技术在物理与数学模型相结合的条件下， 对冶金企业产品质量的提高具有重要作用。 提高钢液的洁净度， 较少铸坯修磨工作量的增加或产生废坯。不仅可提高企业的经济效益， 利于有效地节约能源， 降低碳排放， 也利于产生了良好的社会效益。合作方式合作开发、 受托开发联系方式冶金学院 王建军（0555-2312091）； 周俐（13955561593）岳强（15905556998）。

冶金过程仿真是以程序设计和物理模拟相结合，通过数值计算和图像显示的方法，对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题进行研究。冶金过程仿真在炼钢、炉外精炼以及连铸过程有着广泛的应用。在钢液的冶炼、浇注过程中所涉及到的流体流动、传热、传质进行模拟，其中包括钢包精炼过程、连铸中间包、连铸结晶器浇铸过程以及模铸浇铸过程中的三维多相流动、传热、传质与凝固的冶金过程仿真。外加电磁场作用下，对连铸中间包的感应加热，结晶器电磁制动条件下连铸结晶器内钢水的流动和夹杂物去除的冶金过程仿真研究；钢包感应加热过程操作参数的优化等等有重要作用。冶金过程仿真结果和工业试验的观察吻合很好，对工业生产有较好的指导作用。

NS-3 是一款面向网络系统的离散事件仿真软件，主要用于研究与教学目的。 NS-3 作为源代码公开的一款免费软件， GNU GPLv2 认证许可，可被大众研究、 改进与使用，它将逐步取代目前广泛应用的 NS-2 网络模拟软件。NS-3 是由 C++ 和 Python 语言编写的， 可作为源代码发布并适用以下的系统： Linux ， Unix variants，OS X，以及 Windows 平台上运行的 Cygwin 或 MinGW 等。NS-3模拟仿真平台可以用来模拟仿真各种类型的网络、以及各种类型的协议，在原有平台基础上自定义仿真环境与参数等。

通用飞行器仿真软件主要包括:气动数据加载模块，飞行管理模拟模块，飞行控制模拟模块，飞行器六自由度运动规律模拟等功能模块。可提供动态的飞机飞行仿真参数，为开发人员在地面条件下全面综合和评估飞行管理、飞行控制和闭环系统性能提供支持。其主要功能包括:●飞行仿真软件能实时模拟并输出飞机的飞行参数，飞行曲线能完整覆盖飞机的飞行包线;●飞行仿真软件能模拟'飞机的各种典型飞行剖面;●飞行仿真软件能够实现基本的飞行控制和飞行管理功能;●.飞行仿真软件能够模拟风、大气等外部环境对飞机飞行的影响。

本系统是基于PLC设计出的一套能仿真煤矿井下爆破工作环境，并根据仿真环境决策出最佳的爆破方案，同时仿真系统还可以用于从业人员的培训。本系统以PLC为核心，由炮眼检测电路、电雷管方向检测电路、炮泥检测电路、PLC及其扩展模块以及MCGS模块组成。在该系统中，一方面下位机PLC将检测电路采集到的各种数据在线传送给上位机的MCGS模块，MCGS模块仿真出爆破环境，为爆破方案决策提供依据；另一方面上位机通过MCGS模块将爆破控制命令和调度命令传送给下位机，执行爆破动作，从而实现在仿真环境中决策出最佳的爆破方案

通用飞行器仿真软件主要包括:气动数据加载模块，飞行管理模拟模块，飞行控制模拟模块，飞行器六自由度运动规律模拟等功能模块。可提供动态的飞机飞行仿真参数，为开发人员在地面条件下全面综合和评估飞行管理、飞行控制和闭环系统性能提供支持。其主要功能包括:●飞行仿真软件能实时模拟并输出飞机的飞行参数，飞行曲线能完整覆盖飞机的飞行包线;●飞行仿真软件能模拟'飞机的各种典型飞行剖面;●飞行仿真软件能够实现基本的飞行控制和飞行管理功能;●.飞行仿真软件能够模拟风、大气等外部环境对飞机飞行的影响。

成果 针对近年来我国数控机床数量大幅增加，但数控机床的功能和利用率得不到充分发挥的现状，研发了具有操作简单、功能适用等特点的面向制造业的数控加工仿真系统。 成果先后获得陕西省教育厅产业化中试、西安市碑林区科技局等项目的资助，通过了陕西省教育厅和碑林区科技局的验收， 获得了中华人民共和国国家版权局颁发的软件著作权 ，并在西安煤矿机械有限公司、陕西华拓科技有限公司、 中国人民解放军第 5702 厂得到应用。

产品介绍            仿真冰板,顾名思义就是模仿用自然水冷却工艺制作的真冰场地的板材。通过若干块不同尺寸的仿真冰板组合安装，即可建成面积可调的仿真冰面。      仿真冰板是采用超高分子量聚乙烯材料经过复杂的工艺及精湛的设计制作而成，是一种性能极佳的高分子复合材料。       本项目采用成熟的板材压制工艺及加工技术，与引进国外先进设备相结合，生产管材、棒材、异型材，工艺技术可行。      产品可交叉生产，经济上可互补，种类上齐全配套。原材料全部立足于供应充足的国内市场。产品应用      *  作为中小学室内外冰场，普及冰上运动。      * 作为市政广场及公园等多用途活动场所，进行全面建身活动。      * 用于度假村及滑雪场等地，增添度假娱乐的新亮

随着空分装置朝着大型化，稀有气体全体区和全面计算机控制的发展，对空分操作人员的素质及操作技能提出了极大的挑战。要在生产实践中培养出一个合格的熟练的操作人员一般需要5年左右的时间。 当前，操作仿真技术在操作人员培训方面有着特殊的功能，目前已经有用于各种运载工具（如飞机、船舶等）以及各种复杂设备系统（如电站、电网、大型化工系统等）的仿真训练机，在提高效率、节约能源、安全训练等方面起了十分重要的作用。为此，我们开发了大型空分装置操作仿真培训系统。该系统可用于对运行人员进行培训，促进其对设备运行特点、操作动态响应特性的了解，提高操作技能和应变能力，从而最大限度地提高设备运行的安全性和可靠性，减少运行事故的发生。 目前，该技术已应用于我国几个大型冶金企业的制氧厂，取得了良好的效果。

我国钢铁工业调整升级规划提出了促进创新发展、坚持绿色发展、推动智能制造的指导思想，实现我国钢铁工业转型升级。因此，开展高品质钢的智能制造相关技术的研究非常必要。冶金反应器内存在着复杂化学反应和物理过程，存在高温不可视的特点。本项目开发的高品质钢生产过程仿真模型可以准确地在线了解精炼和连铸过程的工作状况，确保洁净度和铸坯质量的精准控制，显著提高高品质钢洁净度和铸坯质量的稳定性和可靠性。建立的模型适用于不同钢铁企业、不同钢种、不同生产流程、不同冶金设备。因此，高品质钢冶炼过程仿真技术在钢铁冶金领域的应用前景十分广阔。（1）建立了铁水预处理脱硫模型。根据铁水包和相应搅拌器的尺寸得出几何模型，对于铁水包内 KR 脱硫过程进行数值模拟计算，包括 KR 搅拌过程中铁水包内速度分布、铁水漩涡面深度、氧化钙粒子的运动、分布和不同参数下的铁水脱硫效果。应用本研究开发的 KR 脱硫过程模型可以应用指导和提升现场生产过程 KR 反应器内的脱硫速率。（2）建立了转炉炼钢模型。根据钢水重量、氧气位置、相应转炉几何尺寸得出数学模型，实现对转炉内流场、速度场和温度场等精准预测，同时对转炉氧枪位置、流量等参数进行优化，实现对转炉内参数的优化和控制。（3）建立了吹氩过程合金化模型。合金化模型考虑了合金粒子的加入、运动、熔化和混匀的完整过程，并且通过用户定义程序（UDF），计算整个计算域内的混匀时间。本模型的应用可以更准确地预测实际生产钢包吹氩过程中合金混匀过程，提升钢液成分的稳定性，优化合金化时间，降低生产成本。（4）建立了钢包吹氩过程湍流条件下夹杂物去除模型。夹杂物去除模型重点研究了湍流强度对单个气泡对夹杂物去除率的影响，考虑了气泡尺寸对其形貌的影响、气泡尾流对夹杂物的捕获等。本模型的应用可以更准确地预测实际生产钢包吹氩过程中合金混匀过程和夹杂物的气泡浮选去除，提升钢包冶炼过程中高品质钢的洁净度。（5）建立了连铸中间包中间包模型。通过自主开发 UDF 子程序，对中间包内钢液三维流场和夹杂物浓度场进行耦合计算，使用 PSG 法计算多组不同特征直径夹杂物颗粒间碰撞聚合长大过程。可以用于模拟高品质钢生产过程冶金反应器中夹杂物的碰撞、长大及去除，实现夹杂物的尺寸和数量变化的精准预测，提升精炼及中间包冶金过程高品质钢钢液洁净度。（6）建立连铸结晶器内全凝固及夹杂物运动捕捉数值模型，实现了结晶器连铸过程流场、传热凝固、磁场和夹杂物运动的耦合计算。可应用于预测整个连铸过程的流场、铸坯温度和坯壳厚度等，尤其是可以预测夹杂物在整个铸坯断面上的分布规律，提升高品质钢铸坯洁净度。