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[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
钟嘉雄 任述光 吴明亮
为明确ⅠT245型旋耕刀(刀座式)切割重粘土过程，基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics，SPH)方法对旋耕刀—土壤进行建模，使用ANSYS/LS–DYNA软件进行仿真，分析了单个旋耕刀在刀盘转速200 r/min、前进速度0.6 m/s、耕深0.12 m工况下的切土扭矩情况，仿真平均扭矩为5.84 N·m，以库伦定理、朗肯土压力理论为依据计算的理论平均扭矩为6.42 N·m，二者误差为8.98%。分别使用理论方法和有限元方法，以前进速度、刀辊转速和耕深为影响因素，以比功为评价指标，进行Box–Behnken试验，得到旋耕比功与机器前进速度、刀盘转速及耕深的回归方程，表明在符合农艺要求的情况下，应选择尽可能选择较大的前进速度和耕深，较小的刀轴转速。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
钟嘉雄 任述光 吴明亮
为明确ⅠT245型旋耕刀(刀座式)切割重粘土过程，基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics，SPH)方法对旋耕刀—土壤进行建模，使用ANSYS/LS–DYNA软件进行仿真，分析了单个旋耕刀在刀盘转速200 r/min、前进速度0.6 m/s、耕深0.12 m工况下的切土扭矩情况，仿真平均扭矩为5.84 N·m，以库伦定理、朗肯土压力理论为依据计算的理论平均扭矩为6.42 N·m，二者误差为8.98%。分别使用理论方法和有限元方法，以前进速度、刀辊转速和耕深为影响因素，以比功为评价指标，进行Box–Behnken试验，得到旋耕比功与机器前进速度、刀盘转速及耕深的回归方程，表明在符合农艺要求的情况下，应选择尽可能选择较大的前进速度和耕深，较小的刀轴转速。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
许晓阳 田凌云
注塑成型是聚合物成型加工领域中的一类重要方法。传统的注塑成型数值模拟大多局限于宏观模型求解,然而塑料制品的性能与其微观分子结构密切相关,建立注塑成型模拟的微宏观耦合计算方法具有重要的学术和应用价值。该文基于珠-簧链模型,提出多尺度光滑粒子流体动力学(SPH)方法,对黏弹性注塑成型过程进行了数值模拟研究。该方法在宏观尺度上采用SPH方法求解质量和动量守恒方程,在微观尺度上采用Brown构型场方法求解弹性应力。通过将黏弹性Couette流的模拟结果与解析解对比,验证了该多尺度方法的有效性。模拟了C形腔和N形腔注塑成型问题,展示了成型过程中的微宏观物理信息变化情况,研究了不同流变参数对成型过程的影响。研究结果表明:提出的多尺度SPH方法可稳定、准确地模拟注塑成型过程,并能计算得到传统宏观方法无法获得的一些微观分子信息。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
王田田 支嘉才 杨具瑞 谢汭之 喻黎明 崔宁博
利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力。结果表明：离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象，入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的；9种工况下离心泵最大磨损量出现在叶片尾部，转速从2650 r/min变化为3000 r/min时，磨损最严重的部位由叶片1、4尾部变为叶片1、2尾部，叶轮叶片为离心泵磨损最严重的部件，占离心泵总磨损量的38.10%～49.41%；离心泵内沙粒平均停留时间表明，流速对离心泵输送性能的影响大于转速的，入口流速0.6m/s、1.2m/s、1.7m/s下沙粒平均停留时间分别为0.144、0.068、0.052 s，说明随着流速的增加，离心泵输送性能增强。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
王田田 支嘉才 杨具瑞 谢汭之 喻黎明 崔宁博
利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力。结果表明：离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象，入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的；9种工况下离心泵最大磨损量出现在叶片尾部，转速从2650 r/min变化为3000 r/min时，磨损最严重的部位由叶片1、4尾部变为叶片1、2尾部，叶轮叶片为离心泵磨损最严重的部件，占离心泵总磨损量的38.10%～49.41%；离心泵内沙粒平均停留时间表明，流速对离心泵输送性能的影响大于转速的，入口流速0.6m/s、1.2m/s、1.7m/s下沙粒平均停留时间分别为0.144、0.068、0.052 s，说明随着流速的增加，离心泵输送性能增强。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王丽萍 刘相东 徐尧润
为研究啤酒发酵罐内发酵液的动量和热量分布,应用传递过程原理和计算流体动力学(CFD)方法,建立了啤酒发酵后期冷却阶段发酵液动量和热量传递的CFD模型,并进行数值模拟,结果表明:啤酒发酵后期冷却阶段发酵液温度分层严重;流体在发酵罐中产生了分层对流现象,这与一般认为的发酵罐内流体做整体环形对流运动不同。利用CFD方法可以较好地模拟发酵后期冷却阶段发酵液动量和热量的变化过程,所得结果可作为研究啤酒发酵温度控制的基础资料。
关键词：
啤酒发酵 冷却 CFD 模拟
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
黄小双 孙翁杰 王静峰 孔祥洪 刘必林 陈新军
鱿鱼作为海洋高等软体动物，其柔性特征与腕部特点为其机动性奠定了基础。为研究仿生鱿鱼柔性触腕在不同俯仰角度下的弯曲特性，选择茎柔鱼为仿生对象，建立仿生鱿鱼不同俯仰角度下的简化三维模型，并根据不同俯仰角度假设触腕不同弯曲特性。根据三维简化模型，采用数值模拟方法，分析比较仿生鱿鱼在不同俯仰姿态下与触腕弯曲下的水动力特性。研究认为，仿生鱿鱼采用柔性触腕协调游动时，为其俯仰姿态的完成提供了有利的转矩，俯仰角最大为45°时其力矩系数达到-0.0017，更有利于其高速游动时俯仰姿态的调整与游动方向的改变；仿生鱿鱼在完成俯仰姿态时可以通过改变腕部的弯曲程度，更及时高效地调整姿态与改变游动方向，且所需能耗较小。研究结果对仿生鱿鱼柔性触腕的控制提供了依据与参考，同时为研究其高机动性游动行为与材料的选取奠定了基础。
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
刘欣 张志勇
核糖体是一种生物大分子复合物，它负责蛋白质的生物合成。在大肠杆菌（E. coli）中，完整的核糖体由30S小亚基和50S大亚基组成。大约半个世纪以来，30S小亚基一直是研究核糖体体外组装的关键模型系统，并提出了其组装图谱。然而，该RNA-蛋白质复合物动态组装过程中很多的结构细节仍然未知。本文按照30S小亚基组装图谱的顺序进行了一系列粗粒化模拟，以研究其组装过程中的构象动力学。我们发现，裸露的16S rRNA三级结构非常不稳定，即使与早期组装蛋白结合后仍然会出现类似情况。中期组装蛋白可以显著限制16S rRNA的柔性，并使后者接近于天然结构。晚期组装蛋白的最终结合使16S rRNA完全获得其功能运动。特别地，我们发现蛋白S9和S3对30S小亚基的组装可能比其他核糖体蛋白有更重要的贡献。如果已知组装图谱，我们的粗粒化模拟策略可以广泛应用于研究生物大分子复合物的组装动力学。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王火根 肖丽香 廖冰
通过分析二氧化碳排放影响因素之间作用关系与碳减排的主要路径，构建二氧化碳排放系统动力学模型。在此基础上，通过调控供给侧经济增长速度、能源结构和产业结构要素，预测四种不同情景方案对二氧化碳排放的影响，以进一步探讨二氧化碳排放主要部门减排贡献。结果表明：四种方案的二氧化碳净排放量增长趋势逐年变缓，在二氧化碳净排放量达到峰值后，调整经济增速、改善能源结构和优化产业结构继续为碳减排发挥积极作用，相比于经济增速和产业结构调整，能源结构改善的减排贡献度更高。在综合调控经济增速、能源结构和产业结构的方案下，中国二氧化碳净排放量2024年将达到高峰值104.45亿t,2058年实现碳中和，这与现实情况更加吻合。未来若能抓住经济、能源、产业低碳转型的良好机遇，并进一步加强各部门的减排努力，中国二氧化碳净排放量有望2025年前达峰，2060年前实现碳中和。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
李维维 张丽珍 王世明 胡庆松
振荡水翼式潮流能采集系统一般通过二维水翼水动力学模型建立其关于俯仰与升沉方向两自由度的运动方程。但水翼三维模型与二维模型在诱导阻力计算上有着一定的差别,而诱导阻力又直接影响到系统的能量转化效率,因此有必要对振荡水翼三维的水动力学特性进行研究。本文根据叶素理论,以梯形翼作为三维水翼模型的代表,建立了梯形振荡翼的水动力学模型和运动方程。对该模型采用三维非结构网格和动网格技术进行数值模拟,着重探讨梯形比对其运动状态和能量转化效率的影响。结果表明:采用动网格模拟三维梯形振荡水翼的水动力学特性,得到的水翼运动状态与二维的相同;振荡水翼的诱导阻力会改变其稳定振荡频率和升沉运动幅值,直接影响了系统的能量采集...
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
黄小双 刘帆 孙翁杰 孔祥洪 刘必林 陈新军
随着人工智能与科技手段的逐步发展与提升,鱼类形态特征的研究与鱼类游动减阻机制对于仿生机器鱼设计与复杂游动行为至关重要。以茎柔鱼(Dosidicus gigas)为研究对象,通过对茎柔鱼样本进行视觉图像采集,利用计算机视觉技术提取生物样本形态特征,根据生物特征长度建立生物形态外轮廓方程与三维简化模型,采用数值模拟与四面体非结构网格的方法,计算分析仿生鱿鱼在高速游动过程中的流场特性。分析表明:基于轮廓方程的仿生鱿鱼简化模型在高速游动时具有较低的游行阻力,速度达13.89 m/s且俯仰角度在±30°内,其阻力系数为0.000 4～0.001 1,揭示了生物游动时其形态在减阻机制中的重要性;鱿鱼在高速游动时该种姿态为其完成俯仰、转向等奠定了流体形态基础。因此基于生物形态的外轮廓特征与计算流体力学方法为仿生鱿鱼进一步的设计与研究提供了参考依据。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
严泽凡 刘荣正 刘兵 邵友林 刘马林
碳化硅(SiC)制备在核燃料研究中具有重要意义,例如新型事故容错核燃料采用SiC作为关键基体材料。研究Si C纳米包覆颗粒的烧结行为对优化新型核燃料基体材料制备工艺具有指导意义。该文根据纳米颗粒熔点变化规律,验证了Tersoff势函数进行SiC分子动力学模拟的可行性和模型参数的准确性;考察了纯相SiC、富硅(Si C@Si)和富碳(Si C@C)这3种典型SiC纳米颗粒的烧结演化过程;并对烧结过程进行了定量描述,通过烧结颈生长、能量演变和原子扩散等参量分析了烧结机制,重点关注包覆层结构对SiC烧结行为的影响,从而获得包覆颗粒烧结机理。研究结果表明:包覆层的原子扩散性会促进颗粒原子整体迁移,从而加速整体烧结行为。SiC@Si颗粒比SiC@C颗粒更易发生包覆层原子扩散,因而Si C@Si颗粒更易发生烧结;较低的加热速率在一定程度上有利于烧结进行,但并不影响包覆颗粒的原子扩散模式。研究结果对Si C纳米颗粒烧结机制给出了定量解释,有助于理解SiC烧结制备过程的规律。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李静芝 朱翔 李景保 郭辉东
运用系统分析的理论和方法,建立湖南省水资源供需系统模型,仿真模拟传统发展型、发展经济型、节水型、协调型等4种不同方案条件下,2010～2030年湖南省水资源供需变化趋势。结果表明:(1)随着经济发展和人口增长,水资源供需矛盾将日趋紧张;(2)在协调型模式下,水资源供应基本能够满足社会经济发展的需要,且用水效率最高,是湖南省水资源开发利用的最优方案;(3)为了实现节水型社会建设目标,还需完善用水管理、优化经济结构、加快水利建设、加大循环利用和环境整治,提高节水技术水平和水资源保障水平。
[期刊] 统计与决策
[作者]
巩振兴 李淼淼
文章旨在运用系统动力学的方法，将以往对宏观经济、事件进行模拟仿真的系统动力学方法引入到微观领域，通过建模、仿真，探讨情感交流、信息交流在创造性绩效演变中的作用，改变相关参数，发现提高领导、同事的分享意愿、个体创新前期消极情感以及选拔外倾性、开放性高的个体到需要创新的岗位可以提高创造性绩效。
关键词：
创造性绩效 系统动力学 仿真
[期刊] 林业经济问题
[作者]
宋彩平 张斯倩
结合东北国有林区的实际情况及特色资源,在分析低碳经济复杂系统结构及动态反馈关系的基础上,建立东北国有林区低碳经济系统动力学模型。通过调整三次产业比例、提高森林碳汇、增加非化石能源比例、提高能源利用率、提高人口素质五次政策模拟,根据仿真模拟结果得出结论:东北国有林区发展低碳经济应加快产业结构调整,大力发展第三产业;提高森林蓄积量和森林质量,增强森林碳汇功能;优化能源结构,增加非石化能源比例;大力发展科技,提高能源利用率;加大教育投入,提高人口素质。
关键词：
低碳经济 系统动力学 东北国有林区
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