計算機模擬在涂層微波吸收材料分析中的應用

馬丹丹

（佳木斯大學信息電子技術學院，黑龍江 佳木斯 154000）

盡管我國目前已經通曉計算機模擬方法的決策價值，但在涂層微波吸收材料的相關領域中仍舊任重而道遠。相關學者的研究結果表明，當石油磺酸鋇加入量為4.2% （質量分數）時，所制備的涂層的抗鹽霧性能有明顯提高，在涂層被腐蝕面積為0.1%～0.25%，外觀評級為八級時，涂層的鹽霧暴露時間達到210h，涂層附著力為4.3MPa，同時涂層的寬頻微波吸收性能基本不變［1］。而探尋計算機模擬技術的基本特點、三維造型控制方法、總體分析及三維實體建模來進行智能化管理船舶，對提高其運行可靠度，完成故障預先監測，降低經濟成本，保證安全操作具有重要的現實意義。

1 計算機模擬技術與涂層微波吸收材料概述

計算機模擬是一種能用來幫助企業經理在不確定條件下進行決策的方法，對于涂層微波吸收材料分析而言，通過模擬實驗的研究，在飛機、導彈和船舶等裝備上，具有廣泛的適用性［2］。

2 基于計算機模擬技術的涂層微波吸收材料三維造型方法

涂層微波吸收材料三維造型方法主要內容涉及復合鐵氧體、超微金屬粒子、碳化硅、有機高分子聚合物（功能高分子）納米材料等內容。

2.1 可行性分析

船舶電氣控制設備項目可行性研究報告編制要點的相關結果中，在分析方案、分析內容、預測準確度、論證上進行了嚴密的部署。為明確研究對象，預先分析出適合船舶電氣控制的相關方案、所分析的內容真實可靠、無偏差失誤；建模資料與數據均經反復核實，以保證分析內容的真實性；結果預測中對潛在的問題進行預測并盡力避免［3］。

2.2 總體分析及三維實體建模

1）需求分析：基于計算機模擬技術在涂層微波吸收材料中的應用，主要通過鐵氧體粉、羰基鐵粉、各種超微金屬粉、碳化硅粉、碳化硅纖維、碳纖維、金屬纖維和有機高分子聚合物等特定工藝技術制備成電磁波的主體基料。

2）分析平臺選擇：通過應用使用C++和OpenGL技術，構建納米切削分子動力學仿真可視化系統MDView。依照MDView仿真模型特點面向涂層微波吸收材料技術動態建立與仿真結果對應原子集合類，。三維數據顯示、剖視顯示和交互操作功能可用于仿真結果觀察和程序調試；利用MDView對金剛石刀具切削單晶鋁材料的納米切削分子動力學仿真進行了可視化計算機模擬技術以其調試納米切削分子動力學計算程序、觀察切削變形作用突出［4］。

3）分析優勢：以金屬磨損智能修復材料SAMNOX油溶性納米材料高分子納米抗磨材料DW-4X為例，采用納米級懸浮聚合技術，抗磨性能超過市場上任何一款單型抗磨劑。主要作用原理為：采用高分子懸浮聚合技術和原位表面修飾技術制備；修飾劑與納米合金微粒以共價鍵相結合，從而使得納米合金在各類潤滑劑基礎油和潤滑脂中有良好的分散性能和抗氧化性能。在摩擦過程中，納米合金微粒受摩擦熱的誘導而在磨損表面形成“微區固溶體”修復層，從而實現磨損部位的自修復，并起到節油、抗磨、降噪等功能。

4）建模和分析：以船用主機遙控系統-山東航海電器為例，主要應用MGAUSHU/ERC型（氣電混合式）船用主機遙控系統來實現船舶主推進裝置遠距離操縱。計算機模擬實驗研究對微波吸收材料中，波頻在5～18GHz頻率、反射率R＜-10DB的低頻段較困難。主要技術參數：電源：AC220V/50HZ或60HZ， DC24V互為備用；氣源：干凈0.75Mpa；膜片執行器最大位移0-15mm；膜片執行器最大工作壓力0.6Mpa；工作模式：開環/閉環；程序換向時間；0-25S可調；失氣報警：＜0.4Mpa。

5）實車抗磨性能測試結果分析：本次分析應用中，通過實車抗磨性能測試。依照國家標準進行測試由中國人民解放軍軍事交通學院的專家，使用各種高精度進口儀器，對按國家標準規定的測試方法進行了嚴格檢驗。測試共包括直接檔加速試驗、等速油耗試驗、怠速排放測量和缸壓測試等。結果顯示，SAMYO-高分子納米合金抗磨劑在省油抗磨方面，百公里油耗約降低了2L，節油率超30.0%。加速性方面，加速了70km，加速性能提升明顯。同時對降低氣缸壓力，提升氣缸密封性、節能減排；磨損和養護上，抗磨、金屬減活、金屬磨損自修復效果顯著。

3 結語

計算機模擬實驗研究對微波吸收材料中，波頻在5～18GHz頻率、反射率R＜-10DB的低頻段較困難。上文介紹了計算機模擬技術在涂層微波吸收材料及系統分析中的可行性，提出了應用計算機模擬技術分析涂層微波吸收材料及系統的分析優勢，并對在涂層微波吸收材料及系統主要零部件的三維造型方法進行了深度探討。