水波
關注創建者：C乘風破浪 創建時間：2021-08-20
水波的視頻教程
ABAQUS-鋼球落水模擬（CEL）
本案例基于ABAQUS/Explicit 模擬了鋼球以10m/s的初速度落入水中，激起水波的過程。利用CEL方法，定義歐拉體部件，水的材料屬性，歐拉體截面屬性和歐拉體單元，定義速度邊界條件，模擬時長0.1s，最后鋼球擊穿水體。輸出EVF等場變量，鋼球速度變化曲線等。
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水波的實例教程
函數發生器的水波頻率和輸出幅度分別固定為1.0 Hz和2.5 V.
圖6 a）在水波運動下由TENG陣列照亮的數十個具有“TENG”圖案的LED的照片。b）整流輸出電流和c）TENG陣列在各種水波頻率下的輸出功率阻抗曲線。 d）通過對470μF的電容充電，在水波運動下由TENG陣列驅動的電子溫度計的照片。 e）TENG陣列在水波下對470μF電容器的充放電過程。 f）由TENG陣列充電的各種電容器的電壓。
研究人員設計并制造了一種基于彈簧輔助多層結構的球形TENG，用于收集水波能量。在水波觸發下，TENG依靠Al電極和FEP薄膜之間的接觸和分離工作。研究了由函數發生器控制的水波頻率和幅度對單球TENG器件輸出性能的影響。并且通過調整多層結構中銅塊的質量和基本單元數量可以進一步優化性能。該研究成功制備了一種用于有效收集水波能的球形摩擦納米發電機，通過結構設計與優化，其輸出電流和輸出功率較以往工作均有較大幅度提高，顯示了納米發電機在大規模收集水波能中的潛在應用價值。
來源：高分子科學前沿
展開 通過修改玻璃厚度，并適當增強了周圍綁定剛度，最后解決了水波紋的不良現象。
參考文獻1. 元春峰，李毅．觸摸筆記本顯示屏水波紋問題研究[J]．2014.
Abaqus在液晶顯示屏水波紋的應用.pdf
球形摩擦納米發電機網絡的構建
a)耦合彈簧及多層結構的球形發電機單元的結構示意圖；
b)球形發電機基本單元的工作原理示意圖；
c)球形發電機網絡的結構示意圖；
d)發電機網絡器件的照片；
e)發電機網絡器件在水波中點亮LED燈的照片；
f)水波驅動的自驅動系統構建的框架。
圖2. 水波類型及水波頻率對發電機網絡性能的影響
a)不同頻率的橫向正弦波作用下發電機網絡的輸出電流，b)輸出電壓，和c)功率-電阻關系；
d)不同頻率的橫向脈沖波作用下發電機網絡的輸出電流，e)輸出電壓，和f)功率-電阻關系；
g)不同頻率的縱向脈沖波作用下發電機網絡的輸出電流，h)輸出電壓，和i)功率-電阻關系；
圖3. 水波的振動幅度對發電機網絡性能的影響
a)橫向正弦波作用下發電機網絡的輸出電流與水波振幅的關系；
b)發電機網絡的輸出電壓與水波振幅的關系；
c)發電機網絡的輸出功率-電阻曲線與水波振幅的關系；
d)在不同類型水波作用下發電機網絡的輸出功率的比較。
圖4. 發電機網絡經能量管理后的輸出性能和充電性能
a)對發電機網絡進行能量管理的原理示意圖；
b)經能量管理后，在縱向脈沖波作用下，發電機網絡在負載電阻上產生的輸出電壓；
c)能量管理后，給不同電容充電的電壓曲線；
d)電壓的直流分量與電阻的關系及電容上儲存能量與電容的關系；
e)給10mF電容器直接充電與能量管理后充電的電壓曲線比較。
圖5.
展開 然而，好氧廢水處理技術極高的供氣能耗占據了大部分的污水處理成本，好氧曝氣池中存在大量的水波能量常常被忽略從而導致嚴重的能源浪費。利用金屬-有機骨架材料進行光催化氧化去除抗生素具有良好的效果。然而，由于空穴產生、電荷分離效率低，導致其量子效率、光催化活性低，限制了其實際的應用。研究者們發現可以通過施加偏置電壓，改善金屬-有機骨架材料中光生電子與空穴的分離，從而進一步提高光催化降解效率。因此，尋求一種簡單、可行和高效的方法收集好氧池內被忽略的水波能量并轉化為電能，同時產生一個外部電場增強抗生素的光催化降解變得十分迫切和必要。
基于此，廣西大學王雙飛院士團隊聶雙喜教授課題組開發了一種冠狀摩擦納米發電機（C-TENG）用于提高光催化抗生素降解效率。C-TENG將水波能轉化為電能，在兩個電極之間產生一個外部電場，促進光生電子和空穴的有效分離，在5 m/s2的水波加速度下，80 min內四環素去除效率為95.89%。外部電場的引入產生了更多超氧自由基(·O2-)、羥基自由基(·OH)和空穴(h+)，它們對提高光催化效率起非常重要的作用。本工作提供了一種高效、環保、低成本的四環素降解方法，為降解抗生素廢水提供了全新途徑。
圖 自驅動光催化降解抗生素過程。（a）基于水波能觸發C-TENG的自驅動光催化系統用于降解抗生素。（b）C-TENG的結構示意圖。（c）電極放大示意圖。（d）四環素清除機理圖。
展開 圖3-1 自由表面水波設置向導
如圖3-1向導圖所示，需要設置的參數有水槽的長度、高度、寬度、水槽內水深度、水流動速度、水波幅度、水波頻率。
設置完后在環境設置相應相就自動生成函數表達式，當然每個參數也可以根據需要自定義相關特殊函數表達式。
對于五階斯托克斯模型請參考相關手冊和專業書籍。
4. Free surface internal
內部自由表面流動，需要用戶去定義各個外部表面邊界條件和初始液位高度。
5. 液位高度定義規則
對于外部自由表面流動的水波初始表面和內部自由表面流動的初始液位函數，都可以通過函數表達式（邏輯運算）來表達。 在模擬初時刻，通過< 或者 >表達式來定義空間被流動填充的大小，運算表達式都是針對全局坐標系，而不是針對模擬的對象或實體。
圖5-1 液位邏輯運算及效果
圖5-1表示模擬計算初始刻，在1*1*1的正方形空間域內，液體從底部充滿一半空間，及相應的流體液位大小表達式及實際效果。表達式是按照邏輯運算真假來判斷液位的，如果空間位置結果為真表示有液體，如果空間位置邏輯運算為假就表示沒有液體。
6. 其他
圖6-1 自由表面的高級選項
高級選項中的free surface volume correction保證體積收斂。Free surface external damping outlet region為了減少出口流體動能，出口采用多孔介質，同時保證出口壓力一致（自由表面波動而改變）
同時在模擬過程可以打開自由表面張力模型和兩相流模型，在求解器中將考慮其微觀影響因素求解其相關參數，這在微流體領域具有十分明顯的影響。
展開 
水波的最新內容
預測潛在缺陷問題，如縫合線、流痕、收縮或平坦度等
? 優化水流控制，包含液體(水)注入的時間和位置、溢流區的設定等
? 可視化水進入模穴后與熔膠的交互作用，了解水掏空的區域，評估肉厚分布，減輕產品重量
? 支持回推(push-back)功能，即使無設定溢流區也可避免在進水時產生流痕
? 優化制程參數，如水注入的位置和時間，或溢流區的設定
水穿透行為分析
不同模型之熔膠和水波前情形
然而，在潰壩后期階段，由于流動變得更加復雜，如漩渦產生、水波疊加、破碎等現象的出現，數值模擬在捕捉復雜水面形態和細微結構方面仍存在一定困難。
VirtualFlow在水利行業的工程應用
潰壩場景
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水穿透行為分析
不同模型之熔膠和水波前情形
當技術的浪潮與清澈的泳池水波瀲滟重疊時，泳池清潔的舞臺，必將更加絢爛奪目。
建筑立面從綢帶、書卷、瓦頂等傳統文化符號中提取曲線元素，以弧形穿孔鋁板材料營造水波連綿的江南意象。
插件可實現地形圖等模型的構建，如世界地圖的高度模型（僅區分陸地海洋）：
也可實現金屬錘紋壓痕效果，基于泰森多邊形噪波圖片：
或是水波紋效果，基于實際彩色水波照片：
也可以做隨機地形圖生成，基于柏林噪波圖像：
插件生成的模型支持有限元軟件模擬，如將世界地圖模型導入COMSOL軟件內：
應用場景
插件可運行在Windows7、8
加速的船舶CFD仿真顯示速度動畫，使用NOGRID仿真得到的（來源：NOGRID）
（來源：NOGRID）
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DualSPHysics
這個軟件基于光滑粒子流體動力學方法，開發用于研究歐拉方法遇到困難的自由表面流動現象，諸如水波或潰壩對海洋結構的影響。
每秒55次測量,再進行數字濾波處理,從而z大限度的減少水波對測量結果的影響,測量結果相當于靜水水位測量。
在液位檢測中，盡管檢測方法所用技術各不相同，但可以把它們歸納為以下幾個檢測原理。
1、基于力學原理。敏感元件所受到的力（壓力）的大小與液位成正比，通過受力的大小轉換成相應液位高度。它包括靜壓式、浮力式和重錘式液位計。
2、基于相對變化原理。
加速的船舶CFD仿真顯示速度動畫，使用NOGRID仿真得到的（來源：NOGRID）
（來源：NOGRID）
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DualSPHysics
這個軟件基于光滑粒子流體動力學方法，開發用于研究歐拉方法遇到困難的自由表面流動現象，諸如水波或潰壩對海洋結構的影響。
加速的船舶CFD仿真顯示速度動畫，使用NOGRID仿真得到的（來源：NOGRID）
（來源：NOGRID）
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這個軟件基于光滑粒子流體動力學方法，開發用于研究歐拉方法遇到困難的自由表面流動現象，諸如水波或潰壩對海洋結構的影響。
