近年來,隨著高性能計算機(jī)的快速發(fā)展,鑄造過程數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。目前絕大多數(shù)鑄造模擬軟件都是基于有網(wǎng)格的方法,有網(wǎng)格的方法存在網(wǎng)格畸變,難以精確處理自由表面,動邊界等問題,對于離心鑄造的模擬技術(shù)也因此受到限制,僅有極少數(shù)鑄造模擬軟件能夠模擬離心鑄造。鑒于目前對于離心鑄造過程數(shù)值模擬的技術(shù)不夠完善,本文采用SPH（smoothed particle hydrodynamics,光滑粒子流體動力學(xué)）方法對離心鑄造充型過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究,作為一種無網(wǎng)格的方法,SPH對于復(fù)雜幾何外形有更優(yōu)異的幾何靈活性,在處理動邊界問題、流體自由表面流動等問題上更具優(yōu)勢,因此SPH法在處理鑄造充型這類強(qiáng)烈自由表面運(yùn)動以及離心鑄造動邊界問題上具有極大的發(fā)展前景。本文采用SPH方法對離心鑄造充型過程數(shù)值模擬進(jìn)行了以下研究:首先,通過研究SPH方法基本理論,本文建立了基于SPH鑄造充型過程的三維數(shù)學(xué)模型,并編寫了C++計算程序。針對SPH三維空間中的邊界問題,本文引入了基于虛粒子的非滑移邊界,考慮了鑄造過程中邊界與流體的切向作用。針對單線程程序計算效率低下,本文采用OpenMP技術(shù)實現(xiàn)了程序的并行... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 鑄造充型過程國內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 離心鑄造充型過程國內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 無網(wǎng)格SPH方法簡介
    1.4 本文的選題意義與研究內(nèi)容
        1.4.1 選題意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 SPH方法基礎(chǔ)理論
    2.1 引言
    2.2 SPH方法基本思想
    2.3 SPH方法基本方程
        2.3.1 函數(shù)的積分表示法
        2.3.2 粒子近似法
    2.4 光滑核函數(shù)
        2.4.1 光滑核函數(shù)的主要性質(zhì)
        2.4.2 常用的光滑核函數(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于SPH方法鑄造充型過程三維建模及應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 SPH方法的流體三大控制方程
    3.3 狀態(tài)方程
    3.4 人工粘度
    3.5 時間積分
    3.6 粒子搜索
    3.7 固壁邊界施加
    3.8 程序?qū)崿F(xiàn)
    3.9 SPH三維數(shù)學(xué)模型的驗證及應(yīng)用
        3.9.1 潰壩模型的算例驗證
        3.9.2 腔內(nèi)剪切流動
        3.9.3 鑄造過程流動場的三維數(shù)值模擬
    3.10 本章小結(jié)
第四章 基于SPH方法離心鑄造充型過程數(shù)學(xué)建模
    4.1 引言
    4.2 離心鑄造充型過程工藝特點
        4.2.1 離心鑄造的優(yōu)點和局限性
        4.2.2 離心鑄造鑄型轉(zhuǎn)速的確定
        4.2.3 離心鑄造充型流動規(guī)律
    4.3 離心鑄造充型過程數(shù)學(xué)建模
        4.3.1 離心鑄造中的慣性力
        4.3.2 基于SPH離心鑄造充型過程數(shù)學(xué)模型
    4.4 立式離心鑄造流動場數(shù)值模型驗證
        4.4.1 立式離心鑄造水力學(xué)原理
        4.4.2 立式離心鑄造水力學(xué)算例
    4.5 臥式離心鑄造流動場數(shù)學(xué)模型驗證
        4.5.1 臥式離心鑄造水力學(xué)原理
        4.5.2 臥式離心鑄造水力學(xué)算例
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于SPH方法離心鑄造充型過程模擬應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 立式離心鑄造數(shù)值模擬應(yīng)用
        5.2.1 輪類零件的立式離心鑄造
        5.2.2 平板件立式離心鑄造
    5.3 臥式離心鑄造數(shù)值模擬應(yīng)用
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3064304