裂隙岩体水-岩耦合传热研究

基于热运动控制微分方程,采用有限单元法模拟水流通过简单裂隙岩体的温度场,以研究水岩耦合传热规律.在裂隙水流速不变条件下,比较裂隙宽度变化引起的稳定温度场分布差异,探究裂隙宽度对水流耦合传热的影响.裂隙单宽一定时,研究不同裂隙水流速条件下岩体温度分布变化,结果表明温度场分布对裂隙水流速较为敏感.当裂隙岩体温度高于裂隙水温时,裂隙周边区域的岩石温度随裂隙水流速增大而呈非线性递减趋势.     

基于多种湍流模型的电解加工温度多场耦合仿真

针对型面电解加工过程中的间隙温度分布难以预测和测量的问题，建立型面二维电解加工温度多物理场耦合仿真模型，分别基于SA、k-ε、k-ω、SST和低雷诺数k-ε等湍流模型求解加工间隙流场分布，耦合电场、流场和温度场求解间隙温度场分布，并将计算值与试验值进行对比。结果表明，求解近壁区流速时采用低雷诺数壁处理比采用壁函数处理的精度高，间隙温升能在较短时间内达到准稳态，基于SST、低雷诺数k-ε模型的间隙温度仿真值非常接近，其耦合气泡的温度多场耦合模型仿真值与试验值更为接近。     

隧道式加热炉热流场模拟分析

根据炉体结构为细长形以及多段重复的特点,对隧道式加热炉热风进气口和导流板导流孔截面进行等效处理,建立了工作截面的二维模型;根据加热工艺过程中恒温时段较长的特点,采用了稳态流场和温度场的模型;利用流体力学软件FLUENT对实际生产中彩色显像管在隧道式加热炉内加工时的炉内热流场分布情况进行了分析,获得了流速场和温度场;其中流速场与根据等效结构制作的流体图案模型获得的流体图案相吻合;所得到的温度场的个别特征点温度与实际测量结果相符,指出大幅度的温度波动是导致玻壳经常爆裂的主要原因。     

基于单刃单磨粒正交切削的微铣磨温度仿真

建立单刃单磨粒正交切削模型,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)法,对微尺度铣磨复合加工进行有限元仿真,分析切削过程中的温度场分布与变化情况,以及后刀面磨粒磨削对加工温度的影响.按照热源分布位置划分温度区,分析加工过程中各温度区温度变化规律.通过仿真结果发现,工件加工时温度场中的最高温度出现在磨粒磨削区和毗邻刃口处两个位置;除磨粒磨削区外,微铣磨复合加工工件各温度区温度变化规律与微铣削相同;后刀面磨粒磨削作用使切削过程中工件各温度区温度升高,离磨削区越近,温升越大.     

平面摩擦副表面脉冲电流电解磨削试验研究

为了提高剃须刀摩擦副的刀网内平面电解磨削加工质量,采用流场数值分析对3种不同结构的磨头进行了流速分布均匀性研究,并对流场数值分析进行了试验验证.基于数值分析和试验验证,开展了峰值电压、占空比、机械进给速度、电解液温度等参数对粗糙度、平面度影响规律的试验研究.结果表明:采用峰值电压10.5 V、占空比50%、进给速度0.8~0.9 mm/min、电解液温度30~32℃的优选参数组合,粗糙度为0.3~0.6μm,平面度小于10μm,同时刀网内平面加工质量稳定且加工效率高,已经能够满足批量生产的需要.     

已加工表面热源模型研究及磨削温度场数值模拟

为了利用浅磨模型对磨削温度场进行数值模拟,基于圆弧热源模型、砂轮和工件接触表面直角三角形热源,采用温度匹配法进行了反传热分析,建立了已加工表面热源分布形状的计算方法。该方法不需预先假设已加工表面热源的分布形状,即可根据具体的磨削条件,获得相应的热源分布形状,解决了以往已加工表面热源的分布形状常被假设为直角三角形、三角形、抛物线和椭圆等形状,但上述假设都是基于特定的磨削条件,不能普遍适用于所有磨削工况的问题。采用有限元法建立了磨削温度场的数值仿真模型(浅磨模型),计算了工件的磨削温度场,采用热成像仪测量了磨削温度场,结果表明:已加工表面热源的分布形状随着磨削条件而改变,磨削温度场的模拟结果与测量结果具有很好的一致性,磨削区已加工表面最高温度的模拟值与测量值之间相对误差在0.8%~9.5%之间,建立的浅磨模型可以准确地模拟工件的磨削温度场。     

碳纤维石墨化专用微波矩形槽波导谐振腔的设计及数值模拟

微波作为一种碳纤维石墨化过程中的加热方式,对于实现碳纤维在径向和周向上的均匀石墨化具有潜在优势。由于电磁波在腔体内传递时能量分布有很大的不均匀性,首先针对微波加热腔体的形状和尺寸进行了设计;随后采用Ansys Electronics软件建立了加热碳纤维丝束的电磁加热-热辐射-流动传热模型,模拟了腔体内的电磁场和温度场;最后分析了走丝速度与保护气体流速对于腔内温度场分布的影响,结果表明：保护气体流速对加热过程中丝束能达到的最高温度影响较大,而走丝速度对最高温度的变化基本没有影响。本文研究对于碳纤维微波石墨化加热腔的研制具有较实际的指导意义。     

200MW核供热堆主换热器温度场和流量场计算

主换热器是核供热堆一、二回路之间进行热交换的关键设备。其温度分布和流速分布对主换热器的设计有重要意义。该文采用数值分析的办法进行计算时把主换热器在二维网络中划分成 4个区 ,将整个计算简化成在一定流量场下计算温度场和在一定温度场下计算流量场两部分。计算温度场时要列出热平衡方程组 ,计算流量场时要涉及到压降平衡方程组 ,由于方程组是非线性的 ,采用了 Newton迭代法进行计算。在计算温度场和流量场的同时也得到了传热系数和线性热功率的分布。     

固壁辐射对轿车热舒适性计算影响的分析

采用SIMPLE算法、k-ε紊流模型,考虑了自然对流换热的影响,应用整体求解法计算气固耦合传热问题;讨论了固体壁面间辐射对计算的影响,结果表明,固壁辐射对处于低流速区域的壁面温度有较大影响,不应忽略。进、回风口的布置不仅影响车室内气流速度和温度的具体数值大小,而且决定了整个流场和温度场的分布结构。     

基于ABAQUS的某大坝温度场模拟

坝体温度场分布规律是研究面板温度应力和探测渗漏等问题的基础,采用有限元分析软件ABAQUS,对大坝的温度场分布进行仿真模拟,得到坝体内部温度场随年周期的变化规律.结果表明,坝体底部基础温度一般较低,气温等因素变化对该部位温度场影响不大,而上游坝体温度场分布主要受到库水温影响,沿深度呈现良好的递减趋势;坝体表面温度受气温影响明显,表面温度与环境温度之差不大,但变化稍有滞后.总体来说,坝体温度场分布符合一般规律.     

深埋巷道围岩温度场的数值模拟分析

为了研究深埋巷道围岩温度场的分布规律．基于传热学和渗流理论建立了深埋巷道围岩的热扩散数学模型．结合边界条件采用MATLAB对其进行了数值求解,获得了在风流和渗流耦合作用下围岩的温度场和温度矢量分布。研究结果表明,无渗流状态下温度场和温度矢量呈对称分布,风流速度对温度分布有明显的影响,但不改变其对称分布的状态。渗流改变了温度场和温度矢量原有的对称分布的状态,热交换平衡区随着渗流速度的增加,将向顺渗流的方向移动。     

钛合金方孔电解加工多物理场耦合研究

为进一步提高电解加工的质量和精度,以钛合金方孔电解加工为对象,充分考虑了电解加工中电场、流场和温度场的相互影响关系,建立了钛合金方孔电解加工多物理场耦合模型,通过数值计算得到了多物理场耦合电解加工电位、深度、流速、气泡率和温度梯度的分布,探讨了各物理量随加工时间的变化规律,并开展了钛合金方孔电解加工试验,研究了不同的电解液入口压力对加工质量的影响规律.试验结果表明:电解加工是电场、流场和温度场相互耦合的过程;相同条件下不同加工时间的方孔轮廓实测值与理论计算值吻合得较好;随着加工时间的递增,加工的深度和锥角在变大,加工区域的流速降低、气泡率增加和温度梯度增大.     

电化学加工过程多场耦合仿真研究

为了研究加工区温度和气泡对电化学加工精度的影响,建立了电化学加工过程多物理场数学模型,对加工区温度和气泡进行求解。该模型包括电场模型、传热模型、流场模型、电导率模型以及阳极溶解模型。通过相关物理场之间的相互作用关系,将各模型耦合起来,对加工区温度和气泡率进行求解,并分析流速和加工电压对电化学加工过程的影响规律。     

含钢率对混凝土截面温度场分布的影响

将钢筋的圆形截面等效为面积相等的方形截面,采用四边形单元建立配置钢筋、型钢的混凝土截面的二维温度场分析模型,分析纵筋配筋率、型钢含钢率对混凝土截面温度场分布的影响.算例计算结果表明:钢筋对截面温度场分布计算结果影响较小,钢筋的存在使保护层内混凝土的温度降低,核心混凝土的温度升高,忽略钢筋对截面温度场分布的影响是合理的.型钢对截面温度场分布的计算结果影响较大,受火180min内混凝土截面内型钢翼缘中心处和截面形心处温度计算结果最大分别相差17.1℃和98.7℃;高温下型钢混凝土构件的抗火性能研究中,需要考虑型钢对截面温度场分布的影响;型钢混凝土构件火灾灾后性能评定中,核心型钢的力学性能可基本恢复.     

大跨径桥梁施工控制温度荷载

针对温度变化对大跨径桥梁施工控制的影响，在分析温度荷载特点的基础上，根据变分原理，研究了变分法确定桥梁结构的某一特定温度分布，对于结构重要结点的分析，可采用温度场有限元分析方法来确定最不利温度分布，对于结构整体分析问题，可将空间温度场简记为工程变量分离的最不利温度分布；提出了温度场分布的简化处理方法，即实用温度分布函数－半径验半理论公式；以供桥梁设计和施工控制时参考。     

泡沫酸在动态裂缝中的流动计算

本文建立了动态裂缝中泡沫酸的温度、压力、流速及泡沫质量分布的计算模型,提出了变缝宽裂缝中确定此四参数分布的迭代计算方法。最后的计算结果表明,在泡沫酸酸压设计计算中必须考虑裂缝温度场的影响     

液体激光器中温度分布的耦合分析

介质的流动改善了液体激光器温度分布的均匀性,起到了自我冷却、减小热效应的作用。应用有限单元法,对单侧泵浦液体激光器工作时涉及的传热和流动过程,进行热—流—固耦合分析,完成对液体介质温度场的数值模拟,并研究了介质流速对温度场的影响。研究结果可为改善液体激光器的冷却效果提供指导。     

SiC冶炼炉温度场的有限元分析及其ANSYS模拟研究

采用有限元分析方法对Acheson炉内温度场进行研究 ,进而采用ANSYS数值模拟软件对冶炼炉内温度分布进行模拟 ,得到了冶炼炉内温度分布的模拟图 ,分析了炉内的温度分布规律及其对SiC的生成和产率的影响 ,并提出了扩大SiC生成温度区域的措施     

液黏离合器摩擦副对流换热系数数值模拟研究

为了预测液黏离合器的温度场分布及热负荷特性,通过数值模拟研究求得摩擦副散热面的对流换热系数。应用计算流体动力学软件CFX建立了摩擦副流固耦合有限元模型,获得了摩擦副的温度场分布,综合考虑换热表面形状、摩擦片转速、油液流速和入口压力、流体物理性质等因素,揭示了各因素与对流换热系数之间的内在联系。结果表明：摩擦副温度从内径到外径逐渐升高,菱形区域中心温度比四周高。摩擦片转速越大对流换热系数越大;油液黏度越小,入口压力越大,对流换热系数越大。可见,油液流速对换热系数的影响最为显著;摩擦片转速、油液的入口压力和黏度会改变流速及流体的运动状态,从而影响对流换热系数。     

SiC冶炼炉温度场的有限元分析及其ANSYS模拟研究

采用有限元分析方法对Acheson炉内温度场进行研究，进而采用ANSYS数值模拟软件对冶炼炉内温度分布进行模拟，得到了冶炼炉内温度分布的模拟图，分析了炉内的温度分布规律及其对SiC的生成和产率的影响，并提出了扩大SiC生成温度区域的措施。