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激光粉末床熔融是金属增材制造技术的一种典型代表，制造过程中多物理场耦合特征显著，涉及材料传热传质、相变、晶粒形核生长等复杂的物理现象，对此我们采用相场法进行高保真建模研究。首先我们推导了满足热力学自洽的非等温气液两相流相场模型，然后拓展到考虑熔化、凝固以及蒸发相变的气液固三相流体系，最后结合相场烧结模型，用多组序参量进一步建立了热-流-微结构强耦合的相场模型。通过气泡、液滴、激光扫描等案例的验证，证明该模型具有良好的模拟效果，并可以重现粉末尺度增材制造过程中的熔池行为，特别是马兰戈尼效应、蒸汽反冲压力引起的熔池剧烈运动。热-流-微结构强耦合的相场模型，不仅可以模拟熔池的流动，还可以同时预测非平衡凝固过程中微结构演化。我们提出的非等温相场模型可以为激光选区熔化过程复杂物理现象的理解、微结构演化预测以及工艺参数优化，提供有力支撑。

本研究通过数值模拟方法，建立316L不锈钢双悬臂梁有限元模型，研究打印工艺参数对模型温度场、应力场的影响，进而探究缺陷产生机理，从而避免缺陷产生，为优化DED工艺过程提供指导。

近年来，环境污染是国际共识核心问题，新能源汽车已成为各国的重要战略研究方向。随着新能源汽车数量的激增，其报废后需要处理的废旧锂电池也不断增加。废旧锂电池中富含锂、钴、镍等战略金属资源，其回收处理不但能带来较高的经济效益，减少对环境的危害，同时可以减少对进口资源的依赖，增强金属资源的战略储备。然而，预处理分离技术作为回收技术不可或缺的前置处理流程，目前相关研究仍较为匮乏。本研究以废旧的磷酸铁锂电池为研究对象，基于立式风选分离技术，采用计算流体力学（CFD）和离散单元法（DEM）耦合的方法，并开发Hölzer and Sommerfeld非球形颗粒曳力模型的耦合计算接口，以准确计算非球形颗粒的运动。研究结合实际的分离物料的参数，模拟立式风选分离过程，对立式分选分离参数进行优化，对不同形状颗粒的运动和分离特性进行研究分析，设计并搭建立式风选分离装置进行实验研究。本研究为废旧磷酸铁锂电池的立式风选分离提供了重要参考，并为实际工厂分离工艺的优化提供了一定的理论指导，以提升分离回收率。

团队针对DN800-DN1200中大型管道清理需求，设计智能机器人并基于SolidWorks Simulation开展多维度仿真分析。静力学验证表明：前刀盘（45号钢）最大应力168.9MPa（安全系数2.7）、位移1.075mm，主体结构（铝合金6061）最大应力9.421MPa（安全系数5.9）、位移0.043mm，均满足强度要求。模态分析揭示：前刀盘基频13.7Hz（延伸至43.9Hz）与电机转频12.5Hz存在共振风险；主体高阶模态766.35Hz需规避＞700Hz谐波激励。疲劳寿命评估显示两部件均达1×10⁶次循环，但需监控刀盘法兰应力集中区。优化方案包括：调整刀盘质量分布或增设加强筋以提升基频＞16.67Hz；优化主体高频模态规避＞700Hz风险；连接处增设粘弹性阻尼材料吸收振动；焊缝及螺栓连接处实施渗氮或涂层处理缓解应力集中。通过静力学-模态-疲劳协同验证，为机器人全生命周期可靠性提供闭环理论支撑。

料罐是一种用于储存、运输颗粒材料的必要装置，被广泛应用于化工、冶金、制药、农业等工业领域。在料罐放料过程中存在着复杂多变的颗粒流态，可能会发生无法预测的堵塞现象，可能会对工厂生产安全和生产效率带来严重的影响。由于有关非对称料罐的研究尚不充分，因此，深入研究不同非对称料罐结构内的微观颗粒流动特性被认为是解决以上问题的根本途径，有助于优化工业料罐结构设计以实现快速稳定放料。本课题围绕非对称料罐的稳态和非稳态放料过程展开，采用通过离散元法（DEM）研究了非对称料罐放料过程中，不同粒径分布的微观颗粒流态（包括速度场、接触力场和堵塞拱结构的形成）与宏观排料率（质量流率及其波动幅度）之间的关系。

使用Hypermesh与MSC.Marc进行联合仿真，对二氧化碳气体保护焊下的货车轮毂焊接时的温度场及焊接后的应力场进行分析。