数值模拟技术在本科工程力学课程教学中的应用

在分析工程力学课程教学现状的基础上,提出了将数值模拟方法引入到工程力学教学中来,将工程力学的教学与数值模拟技术紧密结合在一起,使工程力学教学中难以讲解清楚的现象直观地展现在学生面前,对学生力学分析的基本技能和计算机操作与软件应用能力的提高起到一定的作用。     

仿真软件在自动控制原理课程教学中的应用

介绍了Matlab仿真软件在自动控制原理课程中的应用,分别从数学计算、图形绘制和硬件系统搭建三个方面介绍该软件的功能。Matlab仿真软件具有功能强大、形象直观、通俗易懂易掌握等优点,可提高实验效率,弥补传统实验场地、设备受限的不足,充分调动学生的学习积极性,并激发学习的兴趣。     

基于CA-MAS模型的城市保障房用地演变模拟(英文)

为了模拟保障房用地的演变过程,建立了元胞自动机(CA)和多智能体(MAS)相结合的模型.通过文献综述法,对保障房选址的决策因素进行梳理,构建关于保障房选址决策因素的层次结构模型,运用层次分析法(AHP)得出各层次因素的权重;基于各因素及其权重,建立CA和MAS相结合的模型;最后,以南京市主城区为例,验证模型的可行性.结果表明:CA-MAS模型能够对保障房建设用地进行有效的演化模拟,对于认识、理解保障房的发展和城市化进程具有重要的理论和实践意义.     

半导体制冷的圆柱体三维传热模型及仿真

考虑热源和外部环境对圆柱体三维传热模型和温度场分布的影响,建立了基于半导体制冷的圆柱体三维传热模型,利用变量分离法和拉普拉斯变换法,导出了其三维温度场的封闭解析解．通过数值计算和编程仿真,给出相应的仿真结果,分析了半导体制冷片的位置变化对圆柱体三维温度场的影响特性．为进一步分析圆柱体三维温度场及其应用提供理论依据．     

刚性钉形桩承载特性物理模型试验及有限元研究

采用物理模型试验和ABAQUS有限元模拟相结合的方法,对刚性钉形桩承载力组成及扩大头尺寸对承载力影响规律进行了研究。研究结果表明：扩大头能提高刚性钉形桩承载力;端阻力对桩承载力影响较大,扩大头直径增加桩承载力提高明显;桩承载力理论计算结果与试验和模拟结果之间存在一定差异,当采用理论公式计算时,应对理论计算结果进行适当折减。     

基于多系数保角变换法的船舶垂荡纵摇运动仿真

为给航海模拟器建立实用可靠的船舶在波浪中运动的数学模型,基于二维线性势流理论,采用多系数保角变换法对每个船舶横剖面进行高精度拟合,计算各个横剖面的水动力系数和波浪激励力,利用Visual Studio自主开发出船舶在规则波中的纵向运动数值模拟程序。为验证这个数值模拟程序的可靠性,对S175集装箱船在迎浪中运动的幅值响应因子(response amplitude operator, RAO)进行数值计算。结果表明:当弗劳德数为0.275时,RAO计算结果在大部分频率范围内与试验结果吻合良好。因此,这个数值模拟程序能准确地对船舶在波浪中的运动时历进行仿真。     

掺混生物柴油对6135Aca型柴油机NO_x排放的影响机理

为探究船舶柴油机排放的NO_x中各成分的主要生成机理,基于6135Aca型柴油机,利用AVL Fire建立仿真模型,探究掺混生物柴油在不同负荷下对NO_x成分之间转换的影响机理。结果显示:柴油机排放的NO_2主要通过HO_2氧化NO生成,且高温和氧质量分数会影响NO_2的生成,其中高温会抑制NO_2的生成,氧质量分数增加会促进NO_2的生成;掺混生物柴油和增加负荷会使喷雾贯穿距增大,高温区域增加,从而抑制NO_2生成;掺混生物柴油使得燃烧室内氧含量增加,进而HO_2量增加促进NO_2生成;掺混比例较小时,NO_2主要受高温区域影响,当掺混到达一定比例时贯穿距不再增大,这时NO_2主要受氧含量影响。本文得到的NO_2生成机理,对降低NO_x中NO_2的排放比例有一定指导意义。     

基于单向流固耦合的不同风速下帆板帆翼空气动力性能仿真

目的：探究不同风速对帆板帆翼结构以及周围流场的影响。方法：以奥运女子级别的Neil Pryde RS：X帆板帆翼为研究对象,考虑空气动力与结构的流固耦合效应,利用ANSYS Workbench进行单向流固耦合分析。结果：Realizable模型适合计算帆翼周围的流场湍流度,在风速为2m/s时帆翼升阻比最大;随着风速的增大,帆翼面发生变形和振动会导致风激振现象、背风面产生明显的涡脱现象,且帆翼表面应力区增大,全帆的应变逐步增加。结论：不同风速下的帆翼迎风面和背风面的压力分布、帆翼整体空气动力有一定差异,运动员比赛中应该根据当时风况调整帆翼参数。     

机动车燃油质量及尾气排放与北京市大气污染的相关性

采用GC-MS等仪器分析手段对北京市各主要品牌的燃油进行质量分析,并建立以静稳天气下单位体积中的污染物日均变化为相对参照标准计算各污染物贡献率的新思路。首先研究机动车尾气各主要污染物（CO、HC、NO₂和SO₂）在单位体积的日均排放量,然后分别统计北京市两年（2013年11月-2015年10月）大气中各对应污染物实测的单位体积的日均变化量,再分别计算出汽车尾气对大气各污染物的贡献率。结果如下。1）北京市燃油普遍存在重金属含量超标,硫含量超标,不饱和芳烃含量超标,氮含量偏高（无国标制约）等问题。2）在供暖季,北京市汽车尾气排放的CO、NO₂和SO₂分别占总CO、NO₂和SO₂排放的30.1%、72.4%和6.6%;在非供暖季,汽车尾气排放的CO、NO₂和SO₂分别占总CO、NO₂和SO₂排放的53.3%、74.3%和20.3%;北京市汽车HC排放全年平均分担率约为67.8%。研究结果表明,燃油是北京市大气污染的主要原因。最后为北京市大气污染的有效治理提出具体的建议和措施。     

骨形态发生蛋白2在带电自组装单层膜上的吸附

骨形态发生蛋白2（BMP-2）在人体组织和器官的再生过程中起着重要的作用.利用分子动力学模拟（MD）的方法探究BMP-2在带正电荷和负电荷的自组装单层膜（SAMs）上的吸附情况.SAMs是由分子CH₃-（CH₂）₉-X组成,其末端官能团选择为SO₃^-和N（CH₃）₃⁺.模拟结果显示,尽管BMP-2带8个负电荷,在带负电和正电的表面都能被吸附.更有趣的是,发现蛋白的吸附强度还取决于BMP-2表面带电氨基酸的分布情况.此外,BMP-2吸附在正电荷表面后活性位点朝向表面,吸附在负电荷表面后活性位点朝向溶液.