隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算材料科學(xué)已成為一門新興的交叉學(xué)科。除實驗和理論方法外，計算材料科學(xué)是解決材料科學(xué)中實際問題的第三大重要研究方法。
毛紅奎、徐宏編著的《鑄造過程模擬仿真及工藝設(shè)計》主要介紹鑄造過程的計算機模擬技術(shù)，全書共分6章，主要內(nèi)容包括：緒論、鑄造充型過程數(shù)值模擬技術(shù)、鑄造凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)、鑄造模擬過程前后處理技術(shù)、基于CAE的鑄造工藝CAPP技術(shù)、鑄造專家系統(tǒng)�！惰T造過程模擬仿真及工藝設(shè)計》除了介紹已有鑄造過程數(shù)值模擬常用方法之外，還介紹了本課題組的一些研究成果，主要包括：基于邊界切網(wǎng)格的鑄造充型／凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)，鑄造CAE的前后處理技術(shù)、基于鑄造CAE的鑄造工藝CAPP及缺陷專家系統(tǒng)等內(nèi)容。
《鑄造過程模擬仿真及工藝設(shè)計》可作為鑄造領(lǐng)域科研人員在科研及鑄造生產(chǎn)中的技術(shù)參考資料，也可作為材料加工工程專業(yè)研究生及高年級本科生的教學(xué)參考書。
毛紅奎、徐宏編著的《鑄造過程模擬仿真及工藝設(shè)計》內(nèi)容主要包括切網(wǎng)格技術(shù)在鑄造充型／凝固過程數(shù)值模擬中的應(yīng)用，基于鑄造CAE進行鑄造工藝設(shè)計的CAD設(shè)計及應(yīng)用，OpenGL技術(shù)及VTK技術(shù)在后處理顯示軟件開發(fā)中的應(yīng)用，缺陷專家系統(tǒng)等。這些內(nèi)容是作者長期工作的積累，對深入研究該領(lǐng)域的科研人員有一定的指導(dǎo)作用�！ ”緯蔀橄嚓P(guān)研究、技術(shù)人員提供入門學(xué)習(xí)和參考。
第1章 緒論
1.1 鑄造過程數(shù)值模擬的內(nèi)涵
1.2 鑄造過程數(shù)值模擬的主要方法
1.2.1 數(shù)值離散方法
1.2.2 凝固過程數(shù)值計算方法
1.2.3 鑄件充型過程數(shù)值模擬方法
1.3 網(wǎng)格生成技術(shù)
1.3.1 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
1.3.2 非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
1.3.3 用于鑄造模擬的網(wǎng)格生成技術(shù)
1.4 浸入邊界法及其應(yīng)用
1.5 鑄造工藝CAD技術(shù)的發(fā)展
1.6 鑄造過程模擬計算結(jié)果的驗證方法
1.7 鑄造過程數(shù)值模擬技術(shù)存在的問題及發(fā)展方向
第2章 鑄造充型過程數(shù)值模擬技術(shù)
2.1 鑄造充型過程的數(shù)學(xué)模型
2.2 紊流模型
2.2.1 k-ε雙方程紊流模型
2.2.2 代數(shù)應(yīng)力模型
2.2.3 低雷諾系數(shù)紊流模型和壁面函數(shù)法
2.3 計算模型的離散化
2.3.1 迎風(fēng)格式
2.3.2 扣心差分格式
2.3.3 基于正交網(wǎng)格的離散化格式
2.3.4 基于Cut cell網(wǎng)格的方程離散
2.4 N-S方程的求解方法
2.4.1 SIMPLE算法
2.4.2 共軛梯度法
2.4.3 SOLA-VOF法
2.4.4 近似盒迭代法（ABX）
2.5 自由表面的處理
2.6 其他問題的處理
2.6.1 邊界條件
2.6.2 自由表面壓力邊界條件
2.6.3 數(shù)值穩(wěn)定性條件
2.6.4 對流量的修正
2.6.5 潛熱處理
2.7 充型過程流場算法的改進
2.7.1 針對界面模糊現(xiàn)象的改進
2.7.2 流體碰壁時體積函數(shù)的分配
2.7.3 提高計算效率的方法
2.8 流場模擬試驗驗證
2.8.1 模擬軟件驗證
2.8.2 標(biāo)準(zhǔn)試驗的模擬（水力模擬試驗）
2.8.3 實際澆注過程與模擬計算的對比
2.8.4 邊界切網(wǎng)格模擬計算與水力試驗結(jié)果的對比
2.8.5 邊界切網(wǎng)格計算結(jié)果與鋸齒形網(wǎng)格的計算結(jié)果對比
2.9 鑄造充型過程數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用
2.9.1 重力充型過程數(shù)值模擬
2.9.2 低壓鑄造充型過程數(shù)值模擬
2.9.3 壓力鑄造充型過程數(shù)值模擬
2.9.4 精密鑄造充型過程數(shù)值模擬
2.9.5 消失模鑄造充型過程數(shù)值模擬
2.9.6 金屬型傾轉(zhuǎn)鑄造
第3章 鑄造凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)
3.1 鑄造凝固過程的數(shù)學(xué)模型
3.1.1 控制方程
3.1.2 初始條件
3.1.3 邊界條件
3.1.4 有限差分離散
3.2 鑄造凝固過程的數(shù)值求解
3.2.1 初始條件
3.2.2 邊界條件的確定
3.2.3 結(jié)晶潛熱的處理
3.2.4 正交網(wǎng)格與邊界切網(wǎng)格的溫度場結(jié)果對比
3.3 重力鑄造下縮孔與縮松的預(yù)測
3.3.1 縮孔預(yù)測
3.3.2 縮松預(yù)測
3.4 低壓鑄造條件下的縮孔與縮松預(yù)測
3.4.1 縮孔預(yù)測
3.4.2 縮松預(yù)測
3.5 試驗驗證
3.6 鑄件凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用
3.6.1 砂型鑄鋼件應(yīng)用實例
3.6.2 低壓鑄造應(yīng)用實例
3.6.3 精密鑄造應(yīng)用實例
第4章 鑄造模擬過程前后處理技術(shù)
4.1 鑄件網(wǎng)格自動剖分
4.1.1 STL文件格式
4.1.2 網(wǎng)格剖分原理
4.1.3 均勻網(wǎng)格剖分
4.1.4 非均勻網(wǎng)格剖分
4.1.5 基于非均勻網(wǎng)格算法的邊界切網(wǎng)格剖分
4.1.6 剖分實例
4.2 基于OpenGL的圖形顯示技術(shù)
4.2.1 OpenGL技術(shù)概述
4.2.2 OpenGL的工作順序
4.2.3 模型空間和模型矩陣
4.2.4 OpenGL的數(shù)據(jù)處理過程
4.2.5 OpenGL基本程序結(jié)構(gòu)
4.2.6 基于OpenGL的圖形顯示應(yīng)用
4.3 基于VTK的圖形顯示技術(shù)
4.3.1 VTK技術(shù)特點
4.3.2 VTK的框架結(jié)構(gòu)
4.3.3 VTK層次結(jié)構(gòu)
4.3.4 VTK的可視化處理
第5章 基于CAE的鑄造工藝CAPP技術(shù)
5.1 鑄造工藝CAPP的技術(shù)內(nèi)涵
5.2 冒口CAD系統(tǒng)
5.2.1 冒口的設(shè)計原則
5.2.2 冒口設(shè)計的常用方法
5.2.3 冒口庫的建立
5.2.4 冷鐵的計算
5.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
5.3.1 轉(zhuǎn)包澆注時澆注系統(tǒng)各截面尺寸的計算
5.3.2 漏包澆注時澆注系統(tǒng)各截面尺寸的計算
5.4 基于Pro／E二次開發(fā)的澆冒口系統(tǒng)繪制
5.4.1 系統(tǒng)軟硬件選型
5.4.2 軟件開發(fā)工具簡介
5.4.3 本系統(tǒng)中的幾種數(shù)據(jù)處理方法
5.5 鑄造工藝CAPP系統(tǒng)應(yīng)用
5.5.1 皮帶輪毛坯件應(yīng)用實例
5.5.2 側(cè)架鑄件應(yīng)用實例
第6章 鑄造專家系統(tǒng)
6.1 鑄造工藝分析專家系統(tǒng)
6.1.1 鑄造專家系統(tǒng)的發(fā)展
6.1.2 鑄造專家系統(tǒng)現(xiàn)狀
6.1.3 鑄造專家系統(tǒng)應(yīng)用前景
6.1.4 專家系統(tǒng)的特點
6.1.5 專家系統(tǒng)的工作原理
6.1.6 專家系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
6.2 鋁鑄件缺陷分析專家系統(tǒng)
6.2.1 鋁鑄件缺陷分析專家系統(tǒng)的主要功能
6.2.2 知識庫的建立及推理機的設(shè)計
6.2.3 系統(tǒng)的人機接口
6.2.4 鋁鑄件缺陷專家系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)
參考文獻
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