水下爆破试验危险性大、成本高, 在实验室进行相关试验项目对设备和场地的要求非常严格,每次试验都要按照相关程序进行审批。针对目前爆破试验程序繁琐及等待周期长等现状, 以水下爆破防护为研究对象, 应用碰撞振动仿真技术设计水下爆破阻波帘, 使设计的产品在尽可能少的水下试验次数下达到满意的效果。采用ANSYS LS-DYNA模块, 使用不同材料做成的阻波帘进行防护仿真。在距爆炸点5 m, 压强为7.5 MPa的位置进行数据采集, 对比分析帆布阻波帘与其他5种不同材料的阻波帘的爆轰波减小系数。仿真结果表明, 阻波性能从高到低排序为：空气泡、多孔铝板、汽车轮胎、泡沫塑料、石棉布。其中空气泡的阻波帘, 在1 kg TNT当量工况条件下, 距爆炸点5 m,压强为0.22 MPa处, 压强降低率达到97%, 防护效果最好。

利用ANSYS有限元软件分析了横向磁场下不同坩埚转速对200 mm半导体级直拉单晶硅的流场及氧浓度的影响。研究结果表明: 在横向磁场下, 硅熔体的流场和氧浓度分布呈三维非对称性, 熔体对流形式主要包括泰勒-普劳德曼漩涡、浮力-热毛细漩涡及次漩涡, 其中前两者有助于氧挥发, 而次漩涡则起到抑制作用。当坩埚转速较低(0.5~1.0 r/min)时, 较弱的熔体对流强度导致坩埚壁与固液界面间的热传导效率低, 氧主要以扩散机制迁移至固液界面, 熔硅中氧浓度高; 当坩埚转速较高(2~2.5 r/min)时, 氧通过强对流形式迁移至固液界面。随着坩埚转速增加, 次漩涡和浮力-热毛细漩涡的作用强度提高, 浮力-热毛细漩涡影响区域远离自由表面, 使硅熔体中的氧浓度呈先下降后上升的趋势。数值模拟结果与实验结果均表明, 在横向磁场条件下优选1.5 r/min的坩埚转速可获得平均氧浓度较低的单晶硅。上述分析结果可以为横向磁场下半导体级单晶硅拉晶参数优化提供参考依据。

为研究选区激光熔化成形过程中热累积效应对0°和90°两种构建方向性能的影响，在ANSYS模拟熔池尺寸和热累积效应的基础上，通过试验分析0°和90°两种构建方向的熔池尺寸、致密度、XRD、微观组织和力学性能的差异。结果表明，在相同体能量密度条件下，垂直构建成形件的热累积效应要高于水平构建成形件，使其熔池尺寸和γ相含量高于水平构建成形，进而使两种构建方向成形件致密度和力学性能产生差异；同时，由于热累积效应的影响，垂直构建成形件的γ相含量随成形高度的变化而变化。

针对李楼铁矿二步回采爆破安全问题, 利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立相应的爆破模拟方案, 按照现场实际采场规格, 两侧充填体长度为20 m, 中间回采矿体长度为30 m, 底部巷道规格为4 m×4 m, 充填体与矿体高度均为25 m, 厚度设置与排间距一致均为2 m; 布置炮孔时, 考虑在矿体靠近充填体边界处内部设置0.5 m、1.0 m、1.5 m与2.0 m厚度的保护层(即炮孔底部与充填体边界处之间的矿体), 同时设置孔底起爆与孔口起爆方案。模拟不同方案下二步回采炸药起爆后, 在充填体边界处相应位置选取受爆破影响最大的单元进行应力、振速与位移综合分析, 从而对不同方案下充填体整体稳定性进行评价。模拟结果表明：在适当范围内增大保护层厚度能够有效降低爆破对于充填体的冲击, 同时, 孔口起爆方案由于炸药起爆位置相对距离充填体更远, 其应力波与冲击波衰减后对充填体影响更小。采用孔口起爆方案, 保护层厚度设置为1.0 m时, 各监测点在爆破过程中有效应力峰值为0.03 MPa, 振速峰值为9.35 cm/s, 合位移峰值为0.07 mm, 均处于充填体安全判定范围内, 而采用孔底起爆方案时保护层厚度需增至1.5 m才能使得各监测点单元处于安全状态内, 相对比之下孔口起爆方案保护层厚度更小, 对于矿石回收率有着更大的增益。通过现场工业试验对于孔口起爆方式, 保护层厚度为1.0 m的模拟方案进行验证：在采场周边布置测振仪, 根据相关数据与萨道夫斯基公式拟合得充填体边界监测点单元振速峰值为9.37 cm/s, 与模拟结果中对应监测点振速峰值相符合, 且现场爆破效果较为良好, 进一步验证了模拟结果的可靠性与模拟方案的合理性。

提出了一种空气间隔堵塞爆破结构改善岩石爆破效果的方式。通过有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了连续堵塞和空气间隔堵塞结构模型, 计算得到：采用空气间隔堵塞结构, 在装药部分孔壁位置应力峰值明显削弱, 但在离炮孔中心远区的岩石应力峰值影响不大, 说明该结构有利于控制爆源中心的过破碎, 减小粉碎区区域; 在空气堵塞段, 孔壁单元应力峰值均明显降低, 但是有效应力作用时间却明显增加, 说明该结构对改善该位置岩石爆破效果有一定促进作用。在岩屑堵塞段, 受空气间隔的影响, 岩屑堵塞单元应力基本按照一个数量级进行衰减, 要达到预期效果应至少设计2段空气间隔段。通过在露天台阶爆破试验证明了该堵塞结构改善爆破效果的可行性。

水声换能器设计时需考虑结构尺寸及电声特性等因素限制, 快速找到最优设计方案对设计人员非常重要。该文介绍了一种水声换能器参数化优化的设计方法。首先利用ANSYS软件APDL参数化设计语言建立换能器参数化模型, 然后将换能器参数化模型导入ANSYS Workbench平台, 通过设置输入变量和输出变量给出优化约束条件和优化目标, 选择合适优化算法后程序自动进行优化计算, 并给出最优设计结果。结果表明, 该方法可在换能器参数范围内求解最优方案, 同时也能大幅提高设计人员的优化效率。

为了解决部分微电子设备供电需求大，而单一的压电能量收集结构无法满足的问题，该文对基于涡致振动的压电能量收集阵列进行流-固-电耦合仿真，并与风洞实验数据进行对比。首先对前置阻流体的俘能结构进行测试，验证结构的可行性，然后对串列、并列、错列、长方阵型的压电俘能结构进行研究。仿真与实验结果表明，压电能量收集阵列随风速的增大呈现整体增大的趋势，随间距的增大呈现先增大后减小的变化趋势，前置阻流体的俘能结构直径D=0.02 m，在风速为6 m/s，中心距L=5D的条件下，输出电压峰值为4.35 V，长方阵型的发电性能最优；在风速为6.5 m/s，L=1.5D时，电压峰值为9.98 V。结果表明，压电能量收集阵列具有一定的优势，为涡致振动压电能量收集的研究提供了参考。

为了研究单道激光熔覆薄板的温度场分布, 采用仿真与实验对照的方法, 利用ANSYS软件, 通过高斯热源模型模拟激光光束能量, 再采用非线性边界设定, 对单道激光熔覆及冷却过程的温度场进行仿真; 使用2kW光纤激光器将铁基(Fe60)粉末熔覆在2mm厚T9A钢板上, 并用热成像仪测量多样点温度。结果表明,激光熔覆薄板温度场的仿真符合实验验证结果, 其最高温度的最大误差为8.31%。此研究结果对激光加工参量优化有一定指导作用。