工程建模与仿真

在本文中，我们详细介绍了一个模拟亲密伴侣暴力可能情景的数学模型是如何与已经使用的任何家庭暴力问卷的应用相联系的。此问卷为每一项关于心理、身体和性暴力类型的调查分配了严重性权重。我们展示了一个数字程序，必须执行，以获得受害者可能参与的暴力场景，并将犯罪者失去控制作为关键因素。通过应用数学模型获得的数值数据，绘制出受害者在两个暴力周期中可能每月经历的暴力程度，以及犯罪者在未来12个月内可能失去控制的状态的行为。根据所获得的结果，我们生成了一个指标帮助表，供受害者援助中心和/或卫生专家用于决策方案。

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湿雪在桥梁缆索上的堆积及其脱落是由温度升高、风和重力等外部现象引起的，严重威胁着过桥车辆和行人的安全。通常情况下，桥梁缆索上的积雪是通过机械清除或热处理等外部方法清除的，这是一种昂贵、耗时、高风险的过程，而且很少或根本没有关于积雪的实际大小和形状的信息。此外,清洁电缆使用机械方法可能导致电缆材料的侵蚀时应用多年,导致增强的表面粗糙度,并可能增加湿雪/冰堆积在未来降水事件,有时可能需要更换电缆,这是一个极其昂贵和复杂的任务。通过预测电缆线上积雪的形状和厚度，优化机械清洗程序的数量，如释放链，减少了与该过程相关的成本、时间和风险。本研究以高密度聚乙烯(HDPE)为研究对象，对湿雪在具有扭转刚性的斜柱上的堆积进行了实验和数值研究。利用气象资料，建立了倾斜圆柱面上湿雪累积厚度和形状的二维数值模型。室外实验还测量了积雪的密度和厚度，同时实时监测天气数据。总体而言，在降雪期间，积雪密度随风速的增加呈线性增加。数值模型得到的电缆上积雪的最大厚度和形状与室外实验数据吻合较好。这项工作旨在为预测地表积雪积累提供一种方法，以优化昂贵和高风险的除雪程序的效率。

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采用显式非线性有限元模拟方法，对AA-7075-T651合金搅拌摩擦焊过程中的温度场和应力场进行了预测。ABAQUS®有限元软件用于建模和分析涉及倾入、居住和横移阶段的过程步骤。利用任意拉格朗日-欧拉（ALE）公式、自适应网格划分和质量标度计算等技术对搅拌摩擦焊过程中的序列事件进行了模拟。采用具有非线性摩擦系数的库仑摩擦模型，建立了焊接工具与工件的接触模型。此外，该模型还考虑了非线性材料特性以及传热条件（如工件与背板界面之间的对流热损失和热接触电导）对热历史的影响。为了验证计算模型的正确性，采用实验方法测量了试件两侧的温度历史以及整个过程中的跌落力。结果表明，刀具旋转对最终温度分布的影响较小。此外，还区分了全焊后熔核区具有高梯度温度值的渐近V形。在获得FSW样品的同时，除了刀具反作用力和为防止刀具失效而产生的热量外，还评估了产生的机械应力和相关塑性变形。

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研究了砂浆抗压强度随试件几何参数的统计分散性，以及砂浆和易性差对抗压强度的影响。为此目的，对六种砂浆制作了标本:水泥、熟石灰和沙子分别按1:1:6和1:2:9的比例配制的两种常规砂浆，两种用粘土代替石灰，两种用大理石废料代替石灰。结果证实了由于成型层高度的不同而导致的两种几何形状之间的差异，并表明砂浆的和易性改变了其阻力特性，特别是在圆柱型模具中，试样的成型更加复杂。通过对比常规砂浆破坏试验结果与有限元模拟结果的差异，可以清楚地看到，在压缩试验中，试样中过量材料的影响并没有改变所研究的强度特性。这有利于分析的性能，因为标本可能被过度使用的一面，而不需要样品纠正。

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在本文中，我们报告了一个二维水平通道中不可压缩的强迫对流紊流的动态和热行为的数值研究。这一个包含了复杂形式的偏转板，它已经被研究通过改变倾角从φ= 40°,φ= 55°φ = 65°。挡板安装在通道的上下壁上。壁面保持恒定温度（375 K），空气入口速度为U型_int= 7.8 m/s，雷诺数Re = 8.73×104。基于有限体积法求解耦合控制方程，采用压力关联方程的半隐式方法处理速度-压力耦合问题，建立了具体的数值模型。公关= 0.71,结果表明(i)流线和等温线强烈倾向的影响角度Re = 8.73×104, (ii)附近的摩擦系数增加挡板角度下交换效应,和(3)为一个常数,当地在通道的墙壁努塞尔特数随增加导流板的倾角。此外，偏转板通常用来改变流动结构的方向，并增加湍流度。可以看出，斜挡板的加入改善了传热传质，其中努赛尔数在一定角度下明显增大。

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提出了一种元胞自动机(CA)模型来模拟气体危险物质扩散时行人的疏散过程。带源项的平流扩散用来描述气态有害物质的扩散。它被合并到CA模型中。模型中的导航场由Eikonal方程的解决定。行人的状态转换依赖于摩尔附近细胞的到达时间。在多出口房间内进行了数值实验，并给出了实验结果。

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