为探寻木质粉末热压成形致密化规律，基于杨木粉末与芦苇粉末热压成形实验数据，借助有限元法分析成形压力对其压坯密度的影响，并通过理论计算与实验验证相结合的方法对成形压力与压坯密度的关系进行回归分析。结果表明：在热压工艺条件下，依据Ｓｈｉｍａ模型的计算数据与实验结果存在明显偏差，但当成形压力不小于５０ ｍＰａ时，通过理论计算、实验检测与分析修正获得的由理论方程与修正项组成的杨木粉末和芦苇粉末的热压成形＂压力－密度＂模型与实验结果高度吻合。

为探寻木质粉末模压成形致密化规律，以杨木粉末和芦苇粉末为试材，重点基于室温模压成形试验数据，借助有限元法分析了成形压力对木质粉末压坯密度的影响规律。结果表明：在弹塑性理论的理想假设下，Ｓｈｉｍａ模型适合木质粉末冷模压成形致密化过程数值模拟，试验结果与理论模型计算数据高度吻合，可用于指导木质粉末热模压成形致密化过程研究。

为探寻木质粉末在温压成形过程中的"应力-应变"关系,基于杨木废单板制备的杨木粉末的温压成形实验数据,以川北公式为模型,借助模拟退火优化算法反演模型参数,构建杨木粉末温压成形本构方程。结果表明:构建的本构方程精度较高,本构模型的模拟结果与试验结果高度重合,可作为木质粉末温压成形机理分析及失效成因理论判据。

为进一步明确秸秆热解过程的影响因素及其相互作用,本研究系统分析2000—2018年国内外秸秆热解研究的相关文献,总结秸秆热解研究中存在的问题。从数值模拟分析的角度对影响秸秆热解过程的因素进行归纳分类,分析数值模拟中需要考虑的因素及其应用,如基于非稳态数值模拟可实时监测秸秆热解过程中装置内部瞬时温度分布、挥发分流动路径、秸秆颗粒流动规律及浓度分布等瞬态物理量变化。阐述将CFD数值模拟与试验测试、理论推导相结合来研究秸秆热解的必要性,并分析此种研究方式的可行性。

【目的】基于ADAMS和ABAQUS软件对热磨机研磨木片的断裂过程进行数值模拟,研究当动、静盘磨齿间的夹角α一定、木片到主轴中心的距离R变化时的场变量输出,从理论上分析磨片破碎区域面积对纤维分离能耗的影响,指导热磨机磨片的优化设计。【方法】结合断裂力学理论,基于数值模拟方法,取动、静盘磨齿间的夹角α=15°,运用ADAMS软件求解木片到主轴中心的距离R分别为370、390、410、430、450 mm 5种情况时木片所受的研磨压力F_m和剪切力F_r,并利用ABAQUS软件将所求得的力加载在木片上进一步模拟木片断裂过程。【结果】1)在热磨机动、静磨齿研磨压力F_m和剪切力F_r的作用下,木片发生断裂破坏,α=15°、R=450 mm时木片的Mises应力变化范围为9.846×10~(-2)～7.493 MPa,第一主应变变化范围为1.235×10~(-5)～2.546×10~(-2),第三主应变变化范围为-1.231×10~(-4)～-1.853×10~(-2),应变E_(23)变化范围为-3.481×10~(-2)～3.756×10~(-3),较大的应力应变主要分布在裂纹附近,木片左右两侧的应力应变逐渐减小。α=15°、R=450 mm时木片节点位移U_1的变化范围为-7.605×10~(-4)～1.693×10~(-3)mm,节点位移U_3的变化范围为-3.334×10~(-2)～1.966×10~(-2)mm,U_3的变化范围大于U_1的变化范围,木片主要沿U_3方向被撕裂,即木片在被研磨过程中主要在剪切力F_r的作用下沿木片横纹方向被分离。2)在磨片破碎区,当动、静盘磨齿间的夹角α一定时,木片到主轴中心的距离R增大,木片的Mises应力、正应力、Magnitude、节点位移呈增大趋势。当木片到主轴中心的距离R越大,即破碎区面积越大时,木片所受应力应变增大,木片断裂越容易。【结论】1)木片被研磨过程中主要在剪切力F_r的作用下沿木片横纹方向被分离,对磨片进行结构设计和优化分析时应尽可能增加磨齿对木片的剪切力F_r,使磨片破碎区木片的断裂程度更充分,降低粗磨区和精磨区的纤维分离能耗。2)热磨机研磨木片时木片到主轴中心的距离R越大,即破碎区面积越大,木片断裂就越容易,合理设计磨片破碎区域面积可以降低纤维分离能耗。3)运用ABAQUS软件模拟木片到主轴中心的距离R不等时的场变量输出,从理论上分析磨片破碎区域面积对纤维分离能耗的影响,可以指导热磨机磨片的优化设计。

以小型实验用木材压干窑为模型,基于Fluent软件对设备内部流场进行初压缩模拟和压缩结束后模拟,得到设备不同层面上的风速,并对每组风速进行比较,得出设备参数不变情况下的最优流场的风速,并预测不同压缩量下各种风速对流场均匀性的影响。

核电厂压力容器启停堆和正常运行时，温度压力会在一定范围内发生波动，随着波动次数的增加，会对设备和管道造成严重疲劳损伤。依托北京某高校高温高压腐蚀实验站亚临界水汽环境结构材料试验装置双回路，设计了一种承压管道高通量热疲劳试验方法。基于该试验方法，完成了瞬态水温变化对管道疲劳裂纹扩展的影响研究。结果表明，疲劳裂纹扩展速率随冷却速率降低而逐渐降低。结合有限元数值模拟和三维裂纹扩展分析软件建立了阶梯管道结构的热疲劳裂纹扩展速率模型，并用试验结果对模型进行了修正。

研究日光温室不同通风形式对室内湿热特性的影响。采用计算流体动力学数值模拟方法，构建日光温室作物-环境湿热系统的数值模拟模型。将模拟结果与试验测量结果进行对比，温度和相对湿度的模拟值与实测值的最大相对误差分别为4.7%和4.1%,验证了所构建模型的准确性。应用该模型模拟不同通风形式下温室内的气流和温湿度分布情况，比较分析不同的通风形式对室内湿热特性的影响。结果表明：不同的通风形式会影响室内气流的运动轨迹和速度，从而影响室内温度和相对湿度的分布变化。仅开启上通风口通风时，室内的平均温度和相对湿度较高，气候分布均匀，整体变化较小，适宜冬春季节或清晨傍晚室内温湿度较低时的通风要求；仅开启下通风口通风时室内温湿度分布模式均匀性最差，进风口处的温湿度明显低于北墙，且进口存在涡流，不利于作物生长发育；上、下通风口均只开一半通风时，作物区平均温度和相对湿度分别为39.3℃和25%,上、下通风口均全开时作物区平均温度和相对湿度为36.8℃和23.7%,较于前者室内温度和相对湿度分别降低了2.5℃和1.3%,适宜于炎热天气下日光温室内的降温除湿要求。

蛇形管空油换热器可用于航空发动机的冷却,该文通过数值模拟研究了蛇形管内航空煤油的流动换热特性,分析了燃油入口流速、管壁温及蛇形管直管段长度对流动换热的影响,对比了直管段与弯管段、常物性与变物性下流动换热特性的差异。综合考虑换热器的紧凑度及燃油流过换热器时可能发生结焦,蛇形管内径取值2.0 mm,另外燃油流过蛇形管时被加热,温度可以升高数百摄氏度,燃油物性将会产生剧烈变化,因此本研究特别关注蛇形细管内燃油的变物性流动换热特性。研究结果表明:弯管段的对流换热系数明显高于直管段,但同时弯管段压降也显著增大;变物性的对流换热系数明显高于常物性,而变物性的压损明显低于常物性;变物性时管壁温对流动换热特性的影响较为显著,而直管段长度对流动换热特性的影响相对较弱。

A simulation approach of phenolic resin cure was simulated using MATLAB software for wood composite manufacturing.The datum from the differential scanning calorimetry(DSC)testing and the panel mechanical properties testing were compared with the datum from the simulation.The results indicated that t...

基于单因素试验获得的各工艺参数值,以静曲强度、内结合强度和吸水率作为评价指标,采用响应面法分析了成形压力、保温时间、成形温度及其交互作用对芦苇粉末高压无胶模塑材料性能的影响。得到芦苇粉末高压无胶模压成形工艺的最佳工艺条件为:成形压力70 MPa、成形温度160℃、保温时间30 min。验证试验结果表明:验证试验测试值与响应面数学模型的预测值基本一致,表明利用响应面法分析并优化芦苇杆粉末高压无胶模压成形工艺参数的方法可行,获得的响应面数学模型可用于预测真实值。

以熔喷过程中的气流场为核心,建立熔喷过程的数学物理模型,采用数值模拟的方法进行研究。以Navier-Stocks方程为基础,应用基于同位网格的SIMPLER算法并行化计算气流场的速度分布,将试验测试值与数值模拟进行比较,结果表明:采用的数值模拟方法是有效的,完全可以用于模拟双槽钝头型模具的熔喷过程。

为制备竹颗粒/PVC复合材料(BPPC)并优化热模压工艺,研究温度及时间等工艺参数对BPPC性能的影响。设定热模压时间5～11min,模压温度165～190℃,制备BPPC并测定其物理力学性能。结果发现,随着热模压时间的增加,BPPC的物理力学性能改善,较佳热模压时间为8min。热模压温度165～190℃范围内,随着模压温度的增加,BPPC的力学性能指标呈现先增加后减小的趋势,最佳热模压温度为180℃。DSC分析表明,热模压温度对竹颗粒和PVC的相容性影响显著,模压温度180℃时二者呈现较好的相容性。SEM分析发现,热模压温度180℃时竹颗粒在PVC基体中分布均匀,二者的界面相容性较好。

近年来,计算流体力学(CFD)技术随着计算机科学和流体力学理论的发展而在工业各领域得到广泛使用。用CFD技术对冷库开关门过程进行了非稳态数值模拟,分析了小型冷库开关门过程中门周边温度场的变化,讨论了外界环境对冷库影响的区域,研究模拟了开关门各20 s过程的温度场变化情况,发现由冷热空气密度差引起的自然流动是门处空气流动的主要方式。研究表明关门后,冷库下部的空气温度场恢复较快,上部恢复较慢(10 s以后才明显下降),20 s后温度可大致恢复至开始状态。研究结果证明数值模拟能较好地反映现实情况。

针对梓木蒸汽爆破过程中传热机理的数值模拟进行研究。考虑木材内部水分、湿空气与固相骨架物质的对传热的影响,基于傅里叶导热定律,建立一维梓木爆破过程中传热数学模型,利用有限差分数学思想结合Fortran语言编写该模型数值计算程序,并通过实验验证了模型的准确性。结果表明该模型可以较为准确的反应梓木蒸汽爆破过程中的加热过程,能够定量分析板材内的温度、压力随时间变化的规律。