Page 110 - 涂料工业2024年第04期电子刊

54 4 Vol. 54 No. 4
2024 4 Apr. 2024
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功能涂层在多场多尺度仿真下的设计理论及研究进展

宋金明 ，陈文锐 ，秦卫华 ，段金弟 ，陶加法 ，汪 洋 1，2
1，2
3
1，2
1，2
1，2
（1. 武汉材料保护研究所有限公司特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室，
武汉430030；2. 中国机械科学研究总院集团有限公司，北京100080；
3. 中车长江车辆有限公司，武汉430212）
摘 要：功能涂层设计需要考虑从纳米级到米级的多场多尺度效应，这对于功能涂层的设计理
论和仿真计算仍是一项巨大挑战。梳理当前功能涂层的多尺度仿真方面存在一些问题，如多场耦合
理论有待加强、多尺度数值方法计算效率有待提高、大尺度湍流数值仿真仍存在较大模型误差等。
健 综述了功能涂层设计理论与仿真的现状与趋势，重点讨论了多场多尺度设计理论、动力学设计理论、
康 数据驱动仿真方法以及强度与寿命评价方法等方面的最新进展。在此基础上，提出功能涂层设计理
探 工 工 应 科 论与仿真的未来重点发展方向。指出面向工业应用的多场多尺度设计技术、动载荷性能设计、数据
·
索
用 驱动仿真和搭建仿真软件平台是功能涂层仿真设计所面临的技术难点，并给出面向关键技术难点的
艺
艺
学
安
研究建议，为后续多场多尺度仿真在功能涂层设计领域中的应用提供参考。
全 关键词：功能涂层；多场多尺度；设计理论；动力学设计；数据驱动仿真；强度与寿命
开 技 技 研 视
·
发 术 术 究 点 中图分类号 630. 1 文献标志码：A 文章编号：0253-4312（2024）04-0082-07
环 doi 10. 12020 . i n. 0253-4312. 2023-374
境
Design Theory and Research Progress of Functional Coating in
Multi-field and Multi-scale Simulation

1，2
1，2
3
1，2
1，2
Son inmin ，Chen enrui ， in eihua ，Duan indi ， ao ia a ， an an 1，2
（1. State Key Laboratory of Special Surface Protection Materials and Application Technology，Wuhan Research
Institute of Materials Protection，Wuhan 430030，China 2. China Academy of Machinery Science and
Technology Group，Beijing 100080，China 3. CRRC Yangtze Co Ltd Wuhan 430212，China）
Abstract： he de i n o unctional coatin re uire con ideration o multi- ield and
multi- cale e ect rom nanometer to meter，which remain a hu e challen e or the de i n
theory and imulation calculation o unctional coatin . here are till ome unclear i ue in
the multi- cale imulation o unctional coatin ， uch a the need to tren then the theory o
multi- ield couplin ，impro in the computational e iciency o multi- cale numerical
method ，and i ni icant model error in lar e- cale tur ulence numerical imulation. hi
article re iew the current tatu and trend o unctional coatin de i n theory and imulation，

with a ocu on di cu in the late t de elopment in multi- ield and multi- cale de i n
theory，dynamic de i n theory，data-dri en imulation method ，and tren th and li e

e aluation method . n thi a i ，uture ey de elopment direction or unctional coatin
通信作者
本文规范引用格式：
金明， 文 ， ，等. 涂 在多 多 真下的 计理论及研究进 . 涂料工业，2024，54（4）：82-88.
S NG M，C EN R， N ，et al. De i n theory and re earch pro re o unctional coatin in multi- ield and multi- cale imulation . aint
Coatin ndu try，2024，54（4）：82-88.

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