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袋式除尘器数字化测试样机协同仿真技术及应用研究

曹娇娇  
【摘要】:随着工业现代化技术的迅猛发展,现代产品设计中数字化产品设计技术也在同步深入,产品开发与创新的多领域性及协同性要求越来越高,产品的规模及复杂程度逐渐增加,越来越呈现多领域及耦合的特点,特别是复杂异构体系难以直接进行分析,使得产品开发和技术创新遇到发展瓶颈。 多领域协同仿真可以充分应用不同领域之间相互作用的协同效应,解决各领域仿真分析各自为政的问题,是复杂产品设计的一种有效方法。因此,本文针对袋式除尘器设计仿真的多域协同要求,提出一种基于复杂产品数字样机的协同仿真技术,探索面向袋式除尘器数字化测试样机多域性能数值模拟实验问题,对提高产品性能、缩短产品研制周期、降低研制成本具有重要意义。 论文相关课题“袋式除尘器数字样机综合测试验证平台研发”获得了中材集团科研基金资助,本文主要研究工作包括: 首先,以现代产品设计、数字样机技术的综合研究为基础,提出多学科数字样机的协同仿真方法,根据产品的智能化、集成化需求,对目前存在的多级优化方法和数值型及探索性优化算法进行对比分析,将两者结合,给出了复杂产品协同优化流程。 其次,研究了数字样机多域耦合协同仿真技术,在此基础上提出了多域耦合求解技术、结构及流场分析技术、异构系统耦合仿真分析技术、协同仿真分析技术,并对其进行了分析。根据复杂产品的多域耦合需求,提出多域耦合仿真的实现方式,为产品的特性研究奠定了理论基础。 在此基础上,从用户需求角度出发,针对袋式除尘器产品安全性能、工作性能及多域协同仿真要求,给出产品多学科设计方案及仿真流程。在ISIGHT软件的基础上开发了多域协同仿真优化框架,在此框架上成功的集成结构、流场等软件。最后,以袋式除尘器创新系列产品为例,利用该设计框架判断多学科协同仿真技术的可行性,为现代复杂工业产品设计提供了一种新的设计思路。


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