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用于介观模拟电子束选区熔化的数据挖掘技术 Article
钱亚, 闫文韬, 林峰
《工程(英文)》 2019年 第5卷 第4期 页码 746-754 doi: 10.1016/j.eng.2019.06.006
在电子束选区熔化技术(EBSM)工艺中,制造部件的性质受到每一道熔道沉积质量的影响。然而,熔道的形成受到各种物理现象和工艺参数的支配,这些参数之间的相关性十分复杂,难以通过实验得出。近来,介观建模技术已成为模拟电子束(EB)熔化过程以及揭示特定熔道形貌的形成机制的手段。尽管如此,人们对工艺参数与熔道特征之间的相关性尚未有定量的理解。本文从介观模拟的结果出发,研究了熔道的形态特征,同时引入了熔道宽度和高度等关键性描述指标,以便从数值上评估沉积质量。本文还定量研究了各种工艺参数的影响,从而导出了工艺条件和熔道特征之间的相关性。最后,本文提出了一种由介观建模和数据挖掘技术组成的仿真驱动优化框架,并讨论了框架的潜力和局限性。
《化学科学与工程前沿(英文)》 2022年 第16卷 第7期 页码 1060-1078 doi: 10.1007/s11705-021-2117-z
关键词: anchoring groups adsorption behaviour dye-binding strength squaraine dyes dye-sensitized solar cells
Effect of catalyst layer mesoscopic pore-morphology on cold start process of PEM fuel cells
Ahmed Mohmed DAFALLA, Fangming JIANG
《能源前沿(英文)》 2021年 第15卷 第2期 页码 460-472 doi: 10.1007/s11708-021-0733-4
关键词: cold start energy conversion fuel cells mesoscale morphology tortuosity water management
Numerical simulation of damage in high arch dam due to earthquake
Hong ZHONG , Gao LIN , Hongjun LI
《结构与土木工程前沿(英文)》 2009年 第3卷 第3期 页码 316-322 doi: 10.1007/s11709-009-0039-9
关键词: mesoscopic heterogeneity damage simulation in earthquakes arch dam
Mesoscopic properties of dense granular materials: An overview
Qicheng SUN, Feng JIN, Guohua ZHANG
《结构与土木工程前沿(英文)》 2013年 第7卷 第1期 页码 1-12 doi: 10.1007/s11709-013-0184-z
关键词: granular matter macroscopic structure jamming phase transition
考虑垫片形状和尺寸效应的珊瑚混凝土劈裂抗拉性能的三维细观研究 Article
吴彰钰, 张锦华, 余红发, 方秦, 麻海燕, 陈力
《工程(英文)》 2022年 第17卷 第10期 页码 110-122 doi: 10.1016/j.eng.2021.02.024
珊瑚混凝土(CAC)作为一种新型建筑材料,已经在岛礁工程结构建设领域引起了极大的关注。为了研究CAC的静态劈裂抗拉性能,本文提出了一种考虑骨料形状和空间分布随机性的三维(3D)随机混凝土细观模型,影响因素包括试件形状和支承垫片尺寸。我们建立了12 个不同的混凝土细观模型,按照试件形状可分为两种,即边长为150 mm的立方体和尺寸为ϕ150 mm×300 mm的圆柱体。其中,支承垫片宽度为6 mm、9 mm、12 mm、15 mm、18 mm和20 mm。本文系统分析和讨论了试件几何形状和垫片宽度对CAC劈裂抗拉性能的影响规律,研究内容包括混凝土开裂过程、最终破坏模式和劈裂抗拉强度(fst)。结果表明:本文所开发的细观模型具有很高的可靠性,并确定了适用于CAC劈裂抗拉性能模拟和预测的最优计算参数。CAC的fst值与试件形状和垫片宽度直接相关。其中,在垫片尺寸相同的情况下,立方体CAC试件的fst值要略高于圆柱体模型,表明可以采用断裂面积的差异来解释试件形状效应对CAC fst值的影响规律。此外,当垫片的相对宽度由0.04 增加到0.13 时,CAC的fst值会呈现逐渐增大的趋势。基于弹性力学理论,本文初步确定了不同垫片宽度条件下CAC fst的取值范围,这对于研究CAC的抗拉性能具有重要意义。
Modeling of alkali-silica reaction in concrete: a review
J.W. PAN, Y.T. FENG, J.T. WANG, Q.C. SUN, C.H. ZHANG, D.R.J. OWEN
《结构与土木工程前沿(英文)》 2012年 第6卷 第1期 页码 1-18 doi: 10.1007/s11709-012-0141-2
关键词: alkali-silica reaction (ASR) modeling concrete mesoscopic macroscopic
变环境压力下的激光选区熔化——介观尺度模型与输运现象 Article
胡仁志, 罗曼乐兰, 黄安国, 吴甲民, 魏青松, 文世峰, 张李超, 史玉升, Dmitry Trushnikov, V. Ya. Belenkiy, I. Yu. Letyagin, K.P. Karunakaran, 庞盛永
《工程(英文)》 2021年 第7卷 第8期 页码 1157-1164 doi: 10.1016/j.eng.2021.07.003
近期研究表明,相比常压条件下,采用真空或低压环境的激光选区熔化(SLM)工艺可获得缺陷更少、表面质量更优的打印件。虽然通过高速摄像实验已经对SLM工艺在真空环境下的介观物理过程进行了部分研究,但该工艺下影响熔池传热和流动方面的深层机理仍不十分清楚。为此,基于最近的激光焊接模型工作,我们首次建立了变环境压力下SLM工艺的介观尺度数学模型。我们模拟了大气压和100 Pa低压环境下SLM工艺中316L粉末的输运现象。研究发现,在典型工艺参数(激光功率:200 W;扫描速度:2 ms-1;粉末直径:27 µm)下,大气环境中熔池表面凹坑的平均温度将近2800 K,而在100 Pa环境压力时,平均温度仅为2300 K。由于在100 Pa低压条件下,蒸发引起的表面压力和环境压力之间的压差相对于大气环境下的压差更大,更易驱动高温流体流动,因此熔池表面流动速度更加剧烈(平均速度约为4 m·s-1)。研究表明,熔池表面周期性的波浪流动(周期:14 µs)直接影响堆积体的表面粗糙度。此外,由于雷诺数小于400且远低于湍流临界值,熔融金属液流动模式为层流,因此,黏性耗散的影响至关重要。在真空或低环境压力条件下,波纹的流动轨迹更长,使得波动更容易由于黏性效应被耗散,从而改善了打印件的表面粗造度。总之,我们的数学模型阐明了变环境压力下SLM工艺实验研究中观察到的有趣输运现象的物理机制,它有望成为优化SLM工艺过程的有力工具。
动态荷载作用下钢纤维混凝土细观模拟方法及应用综述 Review
张锦华, 吴彰钰, 余红发, 麻海燕, 达波
《工程(英文)》 2022年 第16卷 第9期 页码 220-238 doi: 10.1016/j.eng.2022.01.011
近年来钢纤维混凝土(SFRC)因对动态和冲击荷载具有优异力学响应而备受关注。现有的试验结果表明,嵌入混凝土基体中的高强度钢纤维具有很强的桥接效应,可以增强纤维与基体之间的结合力,有助于改善SFRC 开裂后性能和残余强度。为了更好地了解钢纤维在基体中的行为表现,以及进一步掌握SFRC在动态荷载作用下的失效机理,细观模拟方法已被广泛用于模拟SFRC材料和结构件的动态响应。细观模拟方法假设SFRC 由不同的细观组分组成,包括钢纤维、粗骨料、砂浆基体和界面过渡区(ITZ)。本文全面综述了动态荷载下SFRC的最新细观模型和模拟过程,系统对比了不同数值模拟研究中SFRC细观模型的生成方法,包括钢纤维、粗骨料及其之间的ITZ。全面总结了不同细观组分的材料模型及纤维与混凝土基体间的相互作用关系。此外,列举了不同动态荷载(即压缩、拉伸和接触爆炸)作用下SFRC细观模拟应用实例。最后,重点分析了现有SFRC细观模拟方法存在的不足,对于SFRC的未来研究及发展具有重要意义。
标题 作者 时间 类型 操作
bottleneck of phosphonic acid anchoring groups aiming toward enhancing the stability and efficiency of mesoscopic
期刊论文
Effect of catalyst layer mesoscopic pore-morphology on cold start process of PEM fuel cells
Ahmed Mohmed DAFALLA, Fangming JIANG
期刊论文
Numerical simulation of damage in high arch dam due to earthquake
Hong ZHONG , Gao LIN , Hongjun LI
期刊论文
Mesoscopic properties of dense granular materials: An overview
Qicheng SUN, Feng JIN, Guohua ZHANG
期刊论文
Modeling of alkali-silica reaction in concrete: a review
J.W. PAN, Y.T. FENG, J.T. WANG, Q.C. SUN, C.H. ZHANG, D.R.J. OWEN
期刊论文
变环境压力下的激光选区熔化——介观尺度模型与输运现象
胡仁志, 罗曼乐兰, 黄安国, 吴甲民, 魏青松, 文世峰, 张李超, 史玉升, Dmitry Trushnikov, V. Ya. Belenkiy, I. Yu. Letyagin, K.P. Karunakaran, 庞盛永
期刊论文