分论坛预告｜先进制造、能源电力与工艺仿真专题论坛，聚焦工艺仿真，破解产业技术痛点

报告题目：面向铁路交能融合系统仿真技术研究

专家简介：卿光明，高级工程师，2017年毕业于电子科技大学，现就职于中车株洲电力机车研究所有限公司。工作以来，长期从事轨道交通与新能源领域系统仿真技术研究，核心参与国家重点研发计划、省科技创新项目3项，授权发明专利4项，发表学术论文6篇，制定团体标准1项，获中车科学技术奖等荣誉。

报告摘要：在“双碳”目标驱动下，轨道交通与光伏、储能等新能源深度融合，形成“网-源-储-车”双向互动的新型牵引供电体制，对系统规划、设计与验证环节的仿真技术提出全链条挑战。本报告聚焦轨道交通交能融合场景，分享交能融合牵引供电系统的仿真方法、软件工具与案例。

报告题目：OLED喷墨打印喷头多物理场耦合仿真

针对上述问题，本报告以OLED压电喷墨喷头为对象，构建压电效应、结构动力学、流固耦合与气液两相流相结合的多物理场仿真模型，采用界面捕捉方法模拟仿真墨水挤出、拉伸、颈缩、断裂及初始飞行过程。在此基础上，研究驱动电压、压电结构参数、喷嘴尺寸及墨水黏度等因素对墨滴喷射与卫星墨滴形成的影响，揭示惯性力、表面张力、黏性力等共同作用下的墨滴形成与失稳机制。

本研究可为喷头结构设计、驱动波形优化等确定提供依据，降低装备研发对反复试制和经验调参的依赖，为新型显示喷墨打印装备的数字化设计与性能优化提供仿真技术支撑。

第一种是Lee和Yong的增量热场理论。该方法将问题严格建立在连续介质热弹性力学基础上，通过将材料参数（弹性常数和热膨胀系数）展开为温度的高阶多项式，并采用摄动技术，在统一的框架内自洽地考虑了热应变和材料软化效应，得到了考虑温度效应的石英晶体材料常熟，实现了谐振器结构频率温度关系的简化分析。该理论物理基础坚实，能够精确预测均匀温度场下无限板及有限板的温频特性，特别适用于理论研究和专用仿真程序的开发。

第二种是基于热弹性力学理论的两步分析法，这是一种更偏向工程实践的实用数值分析策略。该方法将热力耦合问题解耦为两个独立步骤：首先进行热应力分析，计算温度分布及由此产生的热变形和热应力；将热应力作为初始应力或预应力施加于谐振器结构，进行微小振动特征频率分析，获得该应力状态下的谐振器振动频率。这一方法的有限元实现相对合理成熟，易于在常见标准有限元软件中实现，尤其适合处理非均匀温度场和封装应力等复杂工程问题。

两种方法的本质区别在于温度场和变形的耦合程度：增量理论是采用等效耦合的分析方法，物理一致性更好，可以在COMSOL等软件中以PDE方式实现；两步分析法是解耦的过程，实施上更为灵活，需要借助常见有限元软件的初始应力分析方法和步骤。工程应用中，增量理论适合精确的理论建模与参数标定，两步分析法则更适用于复杂工况下的结构热效应的快速评估与设计迭代。两者互为补充，共同为石英晶体谐振器的相对稳定温度场的热效应性能分析和优化设计提供了可靠的方法论基础。我们在COMSOL平台实现了两个分析流程，并对两个相近的结果进行了比较。在实际产品设计中，借助两步法和一些位置参数的调整，可以得到更加实用的预测结果和设计思路。