导读:本文包含了多物理耦合模拟论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:多物理场耦合本构方程,完全隐式积分算法,数值模拟,残余应力
多物理耦合模拟论文文献综述
孙玉杰,史清宇,臧勇,张锁怀,崔青春[1]（2019）在《高强低合金钢焊接过程多物理场耦合数值模拟》一文中研究指出目前高强低合金钢焊接数值模拟中,采用热-力耦合分析时,忽略固态相变效应,残余应力模拟值与试验测量值误差较大。为提高焊接数值模拟精度,根据多场耦合关系,基于传热学、固态相变理论和连续介质力学,建立焊接过程多物理场耦合本构方程,并通过子程序将其嵌入到通用隐式有限元程序中。采用数值模拟与试验分析的方法研究高强低合金钢小试样的自由膨胀试验、相变塑性试验及平板焊接试验应力及各应变分量的演变。研究结果表明:固态相变体积变化引起的相变应变对残余应力有显着影响,不但改变了残余应力的大小,甚至改变了残余应力的符号,考虑相变塑性应变时会降低应力的水平。残余应力改变程度与相变程度有关系:完全相变区影响最大,部分相变区次之,未发生相变区最小。相变应变和相变塑性应变最终大小相当。研究方法为深入了解高强低合金钢焊接过程和焊接工艺优化提供了理论基础。(本文来源于《机械工程学报》期刊2019年20期）
丁军锋,王世民[2]（2019）在《增强型地热系统的多区域多物理场耦合叁维数值模拟》一文中研究指出增强型地热系统(EGS)研究对发展地热发电具有重要意义。由于EGS通常涉及多区域多物理场耦合,且井内流动处于湍流状态,在EGS数值模拟中需要正确处理区域耦合、合理模拟井内湍流,并达到足够的计算精度和效率。基于多区域多物理场耦合叁维有限元模型,系统研究EGS渗流与传热过程。计算结果表明:1)通过施加正确的连接条件能够实现在EGS不同区域之间的压力场、速度场和温度场的自然耦合; 2)多种湍流模型模拟井内流动给出基本一致的压力变化,并且预测井内湍流压降约为层流压降的4倍,但比注水井与生产井之间的总压降小3个量级,因而井内湍流对EGS采热过程总体影响不显着; 3)在EGS结构和物性垂向变化、储层中自然对流、井内湍流效应均可忽略的条件下,EGS以水平方向渗流和水平方向对流传热占主导,从而可采用两维模型近似模拟。(本文来源于《中国科学院大学学报》期刊2019年05期）
刘世奇,方辉煌,桑树勋,吴建光,张守仁[3]（2019）在《基于多物理场耦合求解的煤层CO_2-ECBM数值模拟研究》一文中研究指出数值模拟技术是在煤层中注入CO_2提高煤层CH_4采收率(CO_2-ECBM)工程方案优化设计与增产效果评价的有效方法。考虑温度效应和有效应力影响下的CO_2与CH_4竞争吸附、扩散与渗流作用,以及煤层孔隙度与渗透率的动态演化特征,建立了CO_2注入煤储层结构演化-流体运移-储存能力THM(thermo-hydro-mechanical)全耦合数学模型,并采用有限元法进行多物理场全耦合求解。通过对沁水盆地3号煤层典型五井式CO_2-ECBM开发井网开展模拟,探讨了不同注入压力条件下CO_2注入与CH_4产出特征。模拟结果显示,数学模型具有较高的准确性,证实了CO_2-ECBM过程中煤层渗透率总体呈降低趋势,注入井附近渗透率主要受CH_4与CO_2竞争吸附的影响;注CO_2对提高CH_4累计产出量具有积极作用,增大注气压力可提高CO_2注入及CH_4产出的效率。(本文来源于《煤炭科学技术》期刊2019年09期）
邓志辉,丁留伟,杨竹转,严研,邵叶[4]（2019）在《地震前热异常机理的多物理场耦合数值模拟研究——以汶川地震为例》一文中研究指出强震前震中区较大范围内出现热异常是一种普遍现象,已受到地学界高度关注。最近的研究表明:(1)震前的热异常可以表现为红外增温,也可以是潜热通量和感热通量变化;(2)异常区与震中位置配合较好,基本是顺断裂带走向的;(3)临震前,异常区从外围向震中区域收缩。对于强震前热异常形成机理,国内外许多学者进行过研究探讨,提出了许多猜想和假设,(本文来源于《国际地震动态》期刊2019年08期）
李冬娜,李旭东,戴剑锋[5]（2019）在《复合材料层合板固化过程多物理场耦合数值模拟》一文中研究指出根据热传导、固化动力学和粘弹性力学理论,建立了复合材料层合板固化过程分析的理论模型,运用COMSOL多物理场耦合有限元分析软件对层合板固化过程进行叁维瞬态数值求解。研究分析了固化过程中密度、比热容、导热系数、模量、热膨胀系数等材料性能参数的变化情况。通过算例验证,获得了AS4/3501-6层合板固化过程中温度、固化度及残余应力的分布,并与相关文献研究结果进行比较,验证了所建模型的正确性。研究结果表明:考虑了材料性能的时变特性,并采用多物理场耦合计算方法后,与文献研究结果相比,在固化过程中,层合板中心温度峰值减小了约2.5～3℃,固化反应开始时间提前,中心点最终固化程度下降了0.01,冷却结束后,点(5.08,0,1.27)处正应力减少6.1%,点(5.08,5.08,2.22)处与纤维垂直的横应力减少5.4%。(本文来源于《材料科学与工程学报》期刊2019年04期）
宁久鑫,李国浩,王晓冬,黄海龙[6]（2019）在《多物理场耦合模拟对溅射离子泵的结构优化》一文中研究指出溅射离子泵是一种广泛应用于超高真空领域的真空获得设备。溅射离子泵具有工作时无噪声,无振动,不会产生油污染等诸多优点,被应用于电子能光谱~([1]),医疗器械~([2]),微机电系统~([3])等领域。本文主要利用多物理场耦合模拟方法对溅射离子泵的抽气进程进行了模拟,首先模拟泵腔内潘宁放电过程,得到离子在阴极处的入射角度和入射能量。其次,将所得到的角度和能量作为计算溅射产额的初始条件,利用蒙特卡洛方法模拟溅射产额。最后,计算得到不同结构抽气单元的有效抽速来对结构进行优化。通过实验验证,与模拟计算的结果取得了良好的一致性。该方法对今后的溅射离子泵的设计和开发具有一定的意义。(本文来源于《第十四届国际真空科学与工程应用学术会议论文（摘要）集》期刊2019-08-04）
怀英,贾淑芹,吴克难,陈曦[7]（2019）在《高能化学激光多物理场耦合数值模拟》一文中研究指出高能化学激光是利用大量化学物质的原子受激辐射产生发光现象,为了合理解析这种过程,构建了多物理模型耦合计算体系,所构建的数值模拟体系包含了流场-化学场计算模块、光场计算模块和热-结构计算模块。叁种物理过程强烈的时间尺度反差给多物理场耦合计算带来了困难,因而提出了非同步多时间尺度耦合策略,使全叁维、高分辨率大尺度化学激光的模拟成为可能,以氧碘化学激光为例,数值解析了超音速化学氧碘激光器流动、光场演变及腔镜系统内各光学元件在激光辐照下的热力学过程,计算结果能直接反映激光器包括功率和光束质量等最为重要的性能指标,是实现高能激光关键问题辨析和优化设计的重要工具。(本文来源于《化工学报》期刊2019年11期）
赵云辉[8]（2019）在《锌镍单液流电池内部多物理场耦合数值模拟分析》一文中研究指出传统化石燃料的供应正在因不利的环境影响而迅速枯竭,同时由于全球人口的增长和对更高生活水平的要求而使能源消费不断增长,迫切需要发展可再生能源。间歇性可再生能源的利用在未来需要低成本、可靠的储能系统。长期以来,人们一直认为可靠的电化学储能系统可以节省大量的能源,并提供其他潜在的好处,如提高系统可靠性和减少排放。在各种电化学储能系统中,氧化还原流动电池具有自主储能发电能力强、定位灵活、效率高、规模化成本低、充放电周期长等优点,具有广阔的应用前景。其中,锌镍单液流电池具有较高的开环电压和能量密度,且结构简单、成本较低,近年来获得广泛关注。与实验研究相比,建模与仿真研究成本更低,研究周期更短,而且在研究锌镍单液流电池大规模应用方面更具潜力。因此,本文拟通过锌镍单液流电池传质与反应的模拟研究,深入理解电池反应机理和电池反应时各物理场的分布规律,找出其中的控制因素,对进一步提高电池性能及安全可靠性,实现电池产业化及商业化运行提供指导。全文主要研究工作如下:(1)假设多孔电极内的电解液是静止的,建立了用于描述锌镍单液流电池电堆的叁维稳态模型。在利用实验数据对模型进行验证的基础上,用该模型描述了电堆内部流动、离子浓度、电流密度和电势的空间分布,并进一步研究了电解质流量和浓度变化的影响。(2)综合考虑了动、质量传递、电荷传递以及涉及离子、质子反应的动力学方程开发了一个用于研究锌镍单液流电池动态特性的二维瞬态模型。模型进一步考虑了多孔介质内的流动。通过与实验数据的对比验证了模型的可靠性,并重点研究了浓度、流速以及应用电流密度对电池性能的影响。(3)基于对质量、动量和电荷输运与守恒的全面描述,以及涉及离子与质子反应的动力学方程,将以往的二维瞬态模型扩展到叁维。模型更加细化并考虑了集流体以及极耳的结构。通过实验验证了模型的有效性,并在此基础上研究了集流体上的极耳所带来的影响包括电流密度、浓度分布和电压损失。最后通过此模型对极耳的结构、位置和数量进行了设计和优化。(本文来源于《江苏科技大学》期刊2019-04-20）
刘洋[9]（2017）在《基于多孔介质理论的多物理场耦合模拟》一文中研究指出多孔介质遍布自然界、工业、农业等各个领域,生活中无处不在。其中能量、质量的传递过程是各类自然现象、生活常识、生产制造的基本构成元素,虽然基本,但是极其复杂,因为多孔介质中各种物理场的各种耦合方式,已知的,未知的,不计其数。它同时又是可以是多个学科的交叉点,由于其极为广泛的应用领域,所以对于多孔介质中传输机制的研究具有极大的应用价值。本文在前人研究基础上,利用多孔介质多场耦合理论,分别研究混凝土这一无机物多孔介质的热湿耦合变形过程以及蔬果类多孔介质的干燥过程,具体工作如下:通过学习研究已有的混凝一维半耦合热湿传输模型,基于菲克第二定律、傅立叶定律以及弹性力学本构方程,建立了混凝土热湿变形全耦合二维分析模型。在此基础上,利用COMSOL多物理场仿真软件,通过其偏微分方程模块实现混凝土的热-湿-力叁物理场耦合数值模拟,得到不同时间步长中混凝土试块内部不同位置的温度、含湿量分布情况、整体形变量、整体平均干燥曲线。将本文的数值模拟结果与实验数据及一维模型的求解结果进行对比,验证了模型的正确性,并利用完善后二维全耦合模型分析了环境温度与空气相对湿度对于混凝土热湿耦合变形的影响。分析结果表明,基于多孔介质属性的混凝土试块在热湿耦合变形过程中,含湿量的变化不大,而温度变化较为明显。通过对比不同环境条件下混凝土试块的温度与含湿量变化情况得出,混凝土试块内部温度变化受到一定程度的环境温度影响,基本不受空气相对湿度的影响;混凝土试块内部含湿量的变化受到环境温度影响较小,受到空气相对湿度的影响更小,混凝土试块的长度变化只受到环境温度的影响,与空气相对湿度无关。对于蔬果类多孔介质的干燥问题,以马铃薯为例,基于菲克第二定律、傅立叶定律以及考虑了温度与湿度因素的弹性力学本构方程,通过对已有的模拟蔬果类多孔介质干燥过程的数学模型进行拓展维度建立叁维模型,运用COMSOL进行数值仿真,并将结果与文献中数据进行对比验证模型的可行性,最后通过对比不同环境条件下马铃薯切片的温度与含水率变化情况得出,环境温度对于马铃薯切片能量传输影响较大,质量传输也有一定的影响;而空气相对湿度对于马铃薯切片能量传输影响几乎没有,质量传输影响也有限。(本文来源于《湖北工业大学》期刊2017-11-01）
李昂[10]（2016）在《固体氧化物燃料电池堆的多物理场全耦合建模和理论模拟》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将气体燃料的化学能通过电化学过程直接转化为电能和热能的清洁能源转换系统,可被运用于交通运输、分布式电站,具有广阔的工业化应用前景。电池堆是S OFC作为发电装置的核心工作单元,提高电池堆的发电效率、运行寿命对于SOFC产业化至关重要。工业化SOFC电池堆的工作特征非常复杂,流场、组分传输、质量传输、电荷传输、电化学、化学反应和热传输以强耦合的形式相互影响,共同决定了电池堆的性能。不同于实验室纽扣电池,电池堆中的流场、电化学和温度分布非常复杂,并且不同电池片之间的串联设计也导致电池堆的性能难以准确调控。利用传统实验方法在调控、优化工业化大型电池堆时,不仅耗时、成本高,而且难以准确把握耦合规律对性能的影响。随着计算机和软件技术的发展,SOFC多物理场全耦合模拟方法展现出强大的计算和分析能力,可以作为实验方法的替代和补充,用于优化、调控、设计SOFC核心部件。本博士学位论文围绕发展SOFC工业化电池堆的多物理场全耦合模型以及性能分析展开。下面简单介绍各章的主要内容。第一章首先介绍了固体氧化物燃料电池的背景、结构和工作特征,以及平板型固体氧化物燃料电池的应用前景和需要克服的技术问题。然后,对平板型固体氧化物燃料电池的多物理场全耦合模拟技术发展做了详细介绍,并重点指出工业化电池堆多物理场全耦合模拟的技术发展瓶颈。第二章中首先介绍了工业化SOFC电池堆的全耦合模拟的必要性。随后,针对制约SOFC多物理场耦合模拟向电池堆尺度发展的几个主要问题,我们着力解决了关键性的算法和程序问题,包括：(1)改良多物理场耦合算法,降低模拟SOFC电池堆所需计算资源,(2)改良CFD软件,使其具备以全耦合的方式求解SOFC工业化电池堆稳态工况的计算能力。我们通过在CFD软件Fluent中嵌入解析算法cathode-rib方程以及自编多物理场耦合模块,成功地建立了适用于大型电池堆的SOFC电池堆耦合程序模块。该程序模块相比传统CFD软件将计算资源降低了一个数量级以上,并且大幅度提升了计算稳定性和收敛速度,为工业化电池堆多物理场全耦合模拟的实现奠定了算法和程序基础。在第叁章中我们中提出,SOFC多物理场耦合计算模块必须满足如下叁方面要求：(1)具备传统CFD软件中SOFC模块的计算功能,即能够计算小体系模型。(2)准确性必须得到验证。(3)可以进一步优化计算资源,从而实现高效的电池堆叁维全耦合计算。(4)降低电池堆耦合计算中调试的难度。本章中,针对这些要求展开一系列计算,用以验证模型准确性、优化网格设置,并发展了逐步耦合的具备高度稳定性的全耦合计算策略。第四章中,我们成功地建立了世界上第一个具备完整结构、完全耦合求解的工业化(30层)SOFC平板电池堆模型,并对其进行性能分析。我们通过全耦合的模拟揭示大型工业化电池堆中稳态工况的各个细节,展示复杂的传输特征和模型强大的计算能力。并且,将模拟结果与传统简化算法进行对比,说明发展高精度的全耦合电池堆模型的必要性。在第五章中,针对优化电池堆中流场分配的问题,我们首先创建预测气流分配均匀度的解析方法——衰减方程。通过对衰减方程的分析,我们发现SOFC电池堆运行特征非常容易诱发燃料流分配均匀度的衰减行为。而更进深入的分析则表明,存在一个和设计相关的杠杆因子,在衰减行为中扮演着放大或减弱衰减效应的作用。通过优化这个杠杆因子,我们可以高效地优化气流分配均匀度,在稳态工况下实现非常均匀的流场分配。随后,我们建立了一系列30层平板电池堆模型来验证理论预测的衰减行为。这些计算涵盖了从简单的冷流动模拟到SOF C稳态模拟,来确保验证的完备性。更重要的是,基于衰减方程的分析,我们获得了实现高均匀度流量分配的电池堆设计新标准和明晰的设计方向。最后,我们依据解析理论预测的设计方案重新建立了新的30层电池堆模型,其优异的高均匀度稳态工况同样被全耦合的模拟加以证实。至此,我们提出了改良SOFC电堆气道设计的方案——衰减方程和模拟相结合。这种方法在应用于具备‘气道-多歧管-子气道-多歧管-气道,结构特征的装置时,在优化气流分配均匀度上显示出极大的潜力和高效性。第六章对本博士学位论文的研究内容进行了总结。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-10-01）
多物理耦合模拟论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
增强型地热系统(EGS)研究对发展地热发电具有重要意义。由于EGS通常涉及多区域多物理场耦合,且井内流动处于湍流状态,在EGS数值模拟中需要正确处理区域耦合、合理模拟井内湍流,并达到足够的计算精度和效率。基于多区域多物理场耦合叁维有限元模型,系统研究EGS渗流与传热过程。计算结果表明:1)通过施加正确的连接条件能够实现在EGS不同区域之间的压力场、速度场和温度场的自然耦合; 2)多种湍流模型模拟井内流动给出基本一致的压力变化,并且预测井内湍流压降约为层流压降的4倍,但比注水井与生产井之间的总压降小3个量级,因而井内湍流对EGS采热过程总体影响不显着; 3)在EGS结构和物性垂向变化、储层中自然对流、井内湍流效应均可忽略的条件下,EGS以水平方向渗流和水平方向对流传热占主导,从而可采用两维模型近似模拟。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
多物理耦合模拟论文参考文献
[1].孙玉杰,史清宇,臧勇,张锁怀,崔青春.高强低合金钢焊接过程多物理场耦合数值模拟[J].机械工程学报.2019
[2].丁军锋,王世民.增强型地热系统的多区域多物理场耦合叁维数值模拟[J].中国科学院大学学报.2019
[3].刘世奇,方辉煌,桑树勋,吴建光,张守仁.基于多物理场耦合求解的煤层CO_2-ECBM数值模拟研究[J].煤炭科学技术.2019
[4].邓志辉,丁留伟,杨竹转,严研,邵叶.地震前热异常机理的多物理场耦合数值模拟研究——以汶川地震为例[J].国际地震动态.2019
[5].李冬娜,李旭东,戴剑锋.复合材料层合板固化过程多物理场耦合数值模拟[J].材料科学与工程学报.2019
[6].宁久鑫,李国浩,王晓冬,黄海龙.多物理场耦合模拟对溅射离子泵的结构优化[C].第十四届国际真空科学与工程应用学术会议论文（摘要）集.2019
[7].怀英,贾淑芹,吴克难,陈曦.高能化学激光多物理场耦合数值模拟[J].化工学报.2019
[8].赵云辉.锌镍单液流电池内部多物理场耦合数值模拟分析[D].江苏科技大学.2019
[9].刘洋.基于多孔介质理论的多物理场耦合模拟[D].湖北工业大学.2017
[10].李昂.固体氧化物燃料电池堆的多物理场全耦合建模和理论模拟[D].中国科学技术大学.2016
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