计算机模拟在涂层微波吸收材料分析中的应用

马丹丹

（佳木斯大学信息电子技术学院，黑龙江 佳木斯 154000）

尽管我国目前已经通晓计算机模拟方法的决策价值，但在涂层微波吸收材料的相关领域中仍旧任重而道远。相关学者的研究结果表明，当石油磺酸钡加入量为4.2% （质量分数）时，所制备的涂层的抗盐雾性能有明显提高，在涂层被腐蚀面积为0.1%～0.25%，外观评级为八级时，涂层的盐雾暴露时间达到210h，涂层附着力为4.3MPa，同时涂层的宽频微波吸收性能基本不变［1］。而探寻计算机模拟技术的基本特点、三维造型控制方法、总体分析及三维实体建模来进行智能化管理船舶，对提高其运行可靠度，完成故障预先监测，降低经济成本，保证安全操作具有重要的现实意义。

1 计算机模拟技术与涂层微波吸收材料概述

计算机模拟是一种能用来帮助企业经理在不确定条件下进行决策的方法，对于涂层微波吸收材料分析而言，通过模拟实验的研究，在飞机、导弹和船舶等装备上，具有广泛的适用性［2］。

2 基于计算机模拟技术的涂层微波吸收材料三维造型方法

涂层微波吸收材料三维造型方法主要内容涉及复合铁氧体、超微金属粒子、碳化硅、有机高分子聚合物（功能高分子）纳米材料等内容。

2.1 可行性分析

船舶电气控制设备项目可行性研究报告编制要点的相关结果中，在分析方案、分析内容、预测准确度、论证上进行了严密的部署。为明确研究对象，预先分析出适合船舶电气控制的相关方案、所分析的内容真实可靠、无偏差失误；建模资料与数据均经反复核实，以保证分析内容的真实性；结果预测中对潜在的问题进行预测并尽力避免［3］。

2.2 总体分析及三维实体建模

1）需求分析：基于计算机模拟技术在涂层微波吸收材料中的应用，主要通过铁氧体粉、羰基铁粉、各种超微金属粉、碳化硅粉、碳化硅纤维、碳纤维、金属纤维和有机高分子聚合物等特定工艺技术制备成电磁波的主体基料。

2）分析平台选择：通过应用使用C++和OpenGL技术，构建纳米切削分子动力学仿真可视化系统MDView。依照MDView仿真模型特点面向涂层微波吸收材料技术动态建立与仿真结果对应原子集合类，。三维数据显示、剖视显示和交互操作功能可用于仿真结果观察和程序调试；利用MDView对金刚石刀具切削单晶铝材料的纳米切削分子动力学仿真进行了可视化计算机模拟技术以其调试纳米切削分子动力学计算程序、观察切削变形作用突出［4］。

3）分析优势：以金属磨损智能修复材料SAMNOX油溶性纳米材料高分子纳米抗磨材料DW-4X为例，采用纳米级悬浮聚合技术，抗磨性能超过市场上任何一款单型抗磨剂。主要作用原理为：采用高分子悬浮聚合技术和原位表面修饰技术制备；修饰剂与纳米合金微粒以共价键相结合，从而使得纳米合金在各类润滑剂基础油和润滑脂中有良好的分散性能和抗氧化性能。在摩擦过程中，纳米合金微粒受摩擦热的诱导而在磨损表面形成“微区固溶体”修复层，从而实现磨损部位的自修复，并起到节油、抗磨、降噪等功能。

4）建模和分析：以船用主机遥控系统-山东航海电器为例，主要应用MGAUSHU/ERC型（气电混合式）船用主机遥控系统来实现船舶主推进装置远距离操纵。计算机模拟实验研究对微波吸收材料中，波频在5～18GHz频率、反射率R＜-10DB的低频段较困难。主要技术参数：电源：AC220V/50HZ或60HZ， DC24V互为备用；气源：干净0.75Mpa；膜片执行器最大位移0-15mm；膜片执行器最大工作压力0.6Mpa；工作模式：开环/闭环；程序换向时间；0-25S可调；失气报警：＜0.4Mpa。

5）实车抗磨性能测试结果分析：本次分析应用中，通过实车抗磨性能测试。依照国家标准进行测试由中国人民解放军军事交通学院的专家，使用各种高精度进口仪器，对按国家标准规定的测试方法进行了严格检验。测试共包括直接档加速试验、等速油耗试验、怠速排放测量和缸压测试等。结果显示，SAMYO-高分子纳米合金抗磨剂在省油抗磨方面，百公里油耗约降低了2L，节油率超30.0%。加速性方面，加速了70km，加速性能提升明显。同时对降低气缸压力，提升气缸密封性、节能减排；磨损和养护上，抗磨、金属减活、金属磨损自修复效果显著。

3 结语

计算机模拟实验研究对微波吸收材料中，波频在5～18GHz频率、反射率R＜-10DB的低频段较困难。上文介绍了计算机模拟技术在涂层微波吸收材料及系统分析中的可行性，提出了应用计算机模拟技术分析涂层微波吸收材料及系统的分析优势，并对在涂层微波吸收材料及系统主要零部件的三维造型方法进行了深度探讨。