电渣炉夹具感应加热的有限元数值模拟

采用有限元分析法和ANSYS软件,引入复矢量磁位,推导了感应加热有限元模拟的数学模型.讨论了感应加热有限元分析中温度场与电磁场耦合、工件材料物理参数的温度依赖性等关键技术问题的处理方法.分析了电渣炉夹具的感应加热过程,得到了夹具的温度分布状况以及温度随时间的变化规律.结果表明:温度的最大值主要集中在夹具的表层,且心部几乎未加热,其数值模拟结果与工程实际应用工况基本一致.     

钢板高频感应加热过程电磁-热耦合场分析

研究静止式钢板感应加热,基于COMSOL Multi-Physics软件开发了二维电磁热耦合数值模型,温度计算结果与实验结果吻合;并分析了感应加热过程中钢板的电磁场分布规律和温度场分布规律.感应器加装导磁体后使涡流产生的焦耳热集中分布于感应器正下方,提高了加热效率.最后,研究了感应加热工艺参数对温度的影响,即在其他加热参数相同的情况下,感应器加载电流、电流频率越高,钢板加热速度越快;感应器与钢板间距越大,钢板加热速度越慢.     

感应式热水器磁热耦合分析

根据液体感应加热和金属体感应加热原理的相似性,推导液体感应加热磁场、涡流和温度场分布方程,建立感应式热水器数学模型.根据数学模型,设定磁场和温度场的边界条件、模拟材料随温度变化特性并建立系统供电电路模型,重点利用分步迭代法进行磁热耦合计算.得出加热体的磁场分布、温度场分布、涡流功率密度,以及发生集肤效应区域提供系统主要能量和控制磁力线逸散能提高加热效率的结论.最后,根据仿真模型预测加热效率,提出系统优化设计方案.     

电磁感应加热温度场建模方法的研究

为有效解决电磁感应加热过程中加热温度的控制问题,对电磁感应加热温度场的建模方法进行了研究.分析了电流透入深度对工件加热的影响及电磁感应加热过程中工件的温度分布情况,描述了感应加热时工件温度随工件半径和时间的变化情况.将温度场建模理论引入电磁感应加热系统的研究中,给出了电磁感应加热温度场的建模方法.实验结果表明,该方法能够成功地解决电磁感应加热温度的控制问题.     

电磁感应矫平工艺的多物理场耦合仿真研究

电磁感应矫平方法具有效率高、易操作的特点，在薄板矫平工艺中有良好的应用前景.以船厂使用的固定式一字型线圈感应矫平工艺为例，基于COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了三维电磁-热-力耦合感应矫平有限元模型.该模型输入AH36钢板随温度变化的物理性能，以对接焊件残余应力与焊接变形作为初始状态，采用顺序耦合的方法计算矫平过程中电磁场、温度场与结构场的变化，从而验证了温度场与电磁场在矫平过程的双向耦合关系，得到焊接件在矫平后的变形量.通过自行搭建的感应矫平实验平台测试矫平工艺中的温度变化与变形量，验证了该有限元模型的准确性与有效性.     

多脉冲磁场下刚性导电薄板涡电流热效应分析

针对处于多脉冲磁场下感应加热系统装置中的刚性导电薄板,基于麦克斯韦电磁场方程组及导热微分方程,建立了涡电流场和温度场的理论模型.对涡电流初边值问题及由涡电流热效应引起的温度场定解问题的空间部分采用有限元法,时间部分采用Crank-Nicolson法,给出了计算程序的求解步骤,并进行了定量模拟.仿真结果表明,脉冲次数使得构件的涡电流和温度逐步增加,随后其大小趋于稳定的值,而后来的周期性脉冲只不过是保持这个恒定值不衰减.该结论为电磁感应加热设备的革新改造提供了有效的技术参考.     

涂层感应重熔的电磁场与温度分布

从电磁场的基本理论出发，对合金涂层感应重熔过程中电磁场分布进行讨论，找出了涂层感应重熔过程中热量和温度分布的规律，发现了在界面处和表面处有两个高温区的特征，取得了与实验一致的结果，完善了重熔时温度场分布的理论，为涂层感应重熔提供了工艺控制的依据。     

可调气隙高温超导直流感应加热样机仿真与实验

为了实现铝棒轴向温度分布的调节,设计了一台气隙结构可调的高温超导直流感应加热器,以在轴向上获取不同大小的磁场.通过调节加热器气隙结构进行均匀和梯度加热实验,分析双边调节与单边调节方式对加热效果的影响.验证可调气隙结构在调节加热工件轴向温度分布中的可靠性、有效性.同时利用有限元仿真软件对加热器样机进行建模,分析加热工件温度分布规律,从理论角度验证可调气隙结构的有效性.     

高压同轴GIS母线三维磁-热耦合场的计算与分析

以110kV高压同轴GIS为研究对象,通过建立GIS母线的三维电磁场的计算数学模型及磁-热耦合场的有限元仿真模型,同时考虑GIS三相母线,对GIS母线的电磁场及涡流损耗进行了计算.为了分析GIS屏蔽外壳涡流损耗对其温度场影响,结合传热学理论,对比分析了不考虑外壳涡流损耗及考虑外壳涡流损耗两种情况下GIS母线及外壳的温度场分布.仿真结果表明,由于内部空间气体对流作用,GIS内部温度场分布不均匀,导体与屏蔽外壳间的温度呈现上高下低、左右对称的特征,中心导体的顶端是主导体的最高温度点;外壳涡流损耗对温度场分布有一定的影响,温升差在0.5℃左右.本文的研究工作为校核高压GIS的可靠性提供重要的理论参考.     

螺旋翅片管轧制的中频感应加热数值模拟

在对钢管中频加热过程进行理论分析的基础上,从麦克斯韦方程组和导热微分方程出发,考虑了材料物理性能随温度变化对加热过程的影响,使用Ansys软件建立了钢管电磁-热耦合分析的有限元模型,对钢管中频感应加热问题进行了数值模拟计算. 计算结果中工件外表面温度与实测温度相差5.19%,吻合较好. 提出了感应透热深度的概念,并以此区分钢管内感应加热区域和热传导区域. 根据模拟结果讨论了钢管感应透热深度及温度分布的影响因素,并证明了双线圈感应加热工艺在工件温度分布、热效率及频率分配方面的合理性.     

横场下Ising变磁体的基态性质

采用平均场理论研究了横场下双子晶格Ising变磁体的基态磁性质,计算了基态能量、纵向交错磁矩、纵向磁化率、横向磁矩等重要物理量·分别计算了施加不同横向磁场Ω时纵向交错磁矩ms,z0,纵向磁化率χt,z0和横向总磁矩mt,x0随纵向磁场的变化·结果表明,横向磁场的作用使系统的自旋由与平面垂直方向朝着与平面平行方向偏转,从而阻碍了自旋沿与平面垂直方向的反转·给出了纵向磁场h与横向磁场Ω平面的基态相图,确定了三相点的位置为hi=0 3578,Ω=0 7156·计算表明,在横向磁场较小而纵向磁场较大时,系统发生一级相变;在横向磁场较大而纵向磁场较小时,系统发生二级相变;横向磁场对Ising变磁体的基态...     

纵向横向磁场作用下Ising变磁体的热力学性质

采用平均场理论研究了在纵向磁场h及横向磁场Ω同时作用下双子晶格Ising变磁体的热力学性质.计算了反映层间和层内自旋耦合强度比的参数α为零时的内能、热容、纵向交错磁矩、纵向总磁矩、横向总磁矩等物理量,给出了内能及热容随温度的变化规律,横向磁场Ω可以使系统内能和热容降低,对系统热力学性质有重要的影响.     

不同子格随机横场作用的混合伊辛自旋系统补偿行为的研究

在有效场理论的框架内，讨论简立方晶格中不同子格随机横场作用的混合自旋S-1／2和S-1系统的补偿行为。研究发现在两种组合随机浓度下一定的不同横场范围内均存在补偿行为，同时得到补偿行为及P型和Q型磁化曲线存在的区域，但两种情况表现出不同结果，给出了详细描述和解释。     

Transverse joint aperture simulation of high arch dam based on measured temperature in construction period

Transverse joint aperture is of certain reference value to ensure joint grouting quality and overall safety of high arch dam. A 3D isoparametric joint element model with spherical surface key grooves and finite thickness is used to simulate a transverse joint. A set of program is developed to simulate the transverse joint aperture of Dagangshan high arch dam. Combined with the measured temperatures, the whole developing process of Dagangshan arch dam's transverse joint aperture is simulated. The real work behavior of transverse joint, thermal and mechanical properties of concrete, pouring process, joint grouting temperature and cantilever height of high arch dam are considered during the simulation. The simulation results show that the lower of the joint grouting temperature, the larger value of transverse joint aperture; the higher of cantilever height during the construction period, the smaller value of transverse joint aperture.     

横向Ising铁磁性薄膜的临界行为

本文采用相关有效场理论和横向Isjng 横型,讨论了简立方结构铁磁性薄膜的临界温度的厚度效应及其与横场的关系,以及横场临界值与薄膜厚度的关系.     

横向磁场中金属薄板的功的互等定理

建立了在不变横向磁场中任意边界金属薄板的功的互等定量,并应用该定理计算了在横向磁场中两对边筒支另两边固定金属薄矩形板的固有频率。     

横向Ising模型性质的理论计算

利用Bethe-Peierls近似，研究了配位数为6(简立方)和4(平面正方)晶格上的横向自旋1／2的Ising模型的磁学性质,在不同横向场参数下，计算了两个系统的自由能、横向和纵向磁化强度、内能和磁比热等物理量，发现横向磁场对系统的物理量有明显影响，并对系统自发磁化有抑制作用．     

鲜花生的低场核磁共振横向弛豫分析

尽管低场1H-核磁共振(NMR)弛豫谱技术可以有效地获取油料作物种子中水和油脂等组分含量信息,但实现准确分析的关键前提是解决弛豫谱的标识问题。首先,通过记录鲜花生脱水过程质量随时间变化确定核磁共振测量步骤;随之,采用CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)方法获得花生核磁共振横向弛豫数据;最后,使用连续谱迭代方法得到花生核磁共振弛豫谱。由弛豫谱峰面积与花生质量变化关系,并借助纯花生油实验结果确认了样品脂肪的核磁共振横向弛豫谱。基于单位质量干燥花生和纯花生油两者的脂肪弛豫谱峰面积之比获得与索氏抽提法相吻合的含油率。     

三维横向晶场稀疏Ising模型的相变行为及磁化

在有效场理论和切断近似的框架内,研究自旋S=1横向晶场稀疏Ising模型的相变行为和磁化.研究发现晶场稀疏情况下,相图的负晶场方向存在临界温度的峰值,正晶场方向随晶场浓度的降低出现重入现象,高温和低温下的磁化存在许多差异.     

弯道出流横向流速发展过程的解析解

针对现有弯道出流横向流速衰减公式忽略横比降的局限,推导了考虑横比降影响的出弯直道内横向流速发展的解析解.该解析解的各项具有明确的物理意义.与试验数据对比表明,该解析解能够较为合理地预测出弯后直段内横向流速的发展,计算结果优于未考虑横比降的公式.横比降对直段的影响主要集中在靠近弯道的直段入口和出口.当横比降影响较大时,不考虑横比降的公式计算值与实测值相差较大,而考虑横比降的解析解的计算结果与实测符合得较好.