基于Sigmoid函数光滑化的等效热容和有限元法求解相变传热问题

为避免等效热容法中因等效热容函数阶跃变化对计算精度的影响,提出了一个基于Sigmoid函数的光滑焓函数,通过焓对温度的导数,可得到光滑和连续的等效热容函数,并结合有限元法与有限差分法建立了求解相变传热问题的数值模型.通过数值算例,对所提方法进行了验证,探讨了有限元网格密度、热容阵的数值积分格式以及Sigmoid函数相关参数对计算结果的影响,与解析解及以往的平均化方法相比,结果令人满意.     

相变热传导问题的线性互补解

在相变热传导的数值计算中，对潜热一直是显式处理的，常常产生较大的偏差，严重时导致错误的结果，根据移动边界问题的理论，建立了线性互补方程，其中含有相变潜热与温度场两个耦联的未知向量，其解保证了两者之间的相互协调，且避免了大量的迭代计算。     

凝固传热数值解中潜热的等效

潜热的等效是求解凝固传热问题常用的一种数值处理形式。对等效对象的研究,不同的学者曾采用多种方法。本文提出了等效实体导数法,能准确地模拟潜热对温度分布的影响。该法计算机实施简便,算例表明,结果与实际基本符合。     

一类随机复合材料等效热传导参数的有限元计算

针对预测多种尺度颗粒随机分布复合材料等效热传导参数的难点,提出了一种多尺度有限元方法.首先,根据材料的特点,描述了多种尺度随机颗粒复合材料,然后基于多尺度分析结果,运用有限元方法获得了计算等效热传导参数的算法,最后用实例说明了此算法的有效性和收敛性.     

理想气体任意元过程热容的几何判定法

本文给出了P-V图上理想气体任意元过程热容正、负的几何判定法,并用此方法对理想气体多方过程的热容进行讨论     

流场数值计算的等效势流法

在流场的数值计算中,根据势流理论,引入平均水力损失,提出了一个整个流场有旋而局部流场有势的等级势流的概念,不仅在理论上进行了分析和推导,还对某一溢流流场进行了数值计算,并与实验测试的结果进行了比较,从而给出了一个计算简便、计算结果与实际情况更加吻合的流场数值计算方法。     

基于有限元等效应力法的拱坝强度设计准则探讨

指出了我国现行拱坝设计规范中存在的问题,根据若干已建拱坝的有限元等效应力分析结果,探讨基于有限元等效应力法的应力控制标准,提出了考虑建筑物等级的压应力设计准则和综合拉应力设计准则。     

具有对流边界的相变导热问题的焓法有限元解

引用焓计算单元和固相分数两个概念,利用有限元离散焓方程对具有对流边界条件的一维相变导热问题作了讨论。所有参数均以无量纲形式给出。计算结果表明,当Ste(斯蒂分数)>0.2时,无论是相变界面,还是温度随时间的变化曲线均消除了传统焓法求解相变问题时常见的台阶状波动。     

用等效阻抗法解暂态过程

利用智态响应解的形式和电感,电容的电压与电流的关系,导出了电感和电容的等效阻抗,从而可用电路方法求解动态电路的暂态过程。     

蓄冷平板二维凝固特性的焓式有限元法分析

为了研究一种相变材料的蓄冷特性,采用焓式有限元法对该材料的凝固特点进行了研究.获得了以该介质为蓄冷媒介的蓄冷平板在第一类边界条件下凝固时的相界面移动规律、板内温度分布及预测蓄冷时间等参数.数值模拟与实验结果吻合度较好,为板式蓄冷器的优化设计和该相变蓄冷材料的应用提供了一定的理论依据.     

膜式水冷壁换热系数的有限元分析

将有限元用于水冷壁的换热分析,计算了鳍片结构对换热的影响,探讨了用测量壁面温差法求取炉内向水冷壁换热的可能性。计算发现,有限元计算与目前中国采用的标准吻合得非常好,但是标准给出的鳍片中间点温度偏大。增大管节距时,鳍片吸热份额和最高温度升高;较大的厚度可以降低鳍片最高温度,提高吸热份额。壁面上两点温差可以表征水冷壁受热状况,炉膛向受热面的换热系数与温差呈较好的线性关系。对几台商业运行的循环流化床锅炉的水冷壁进行了有限元测量,将有限元结果与热平衡结果进行了比较,表明有限元测量方法比较真实地反映了实际情况。有限元方法测量结果呈现偏大的趋势,主要与鳍片和母材的根部焊接出现附加热阻有关。     

传热学中的有限元法数值分析

热分析在许多工程应用中扮演着重要角色,有限元法是热分析中常用、高效的数值分析方法,利用有限元法可以求解传热学中部件、管路的温度分布及其它参数．     

纳米技术在相变储热领域的应用

将纳米技术,尤其是纳米材料制备技术应用于相变储热领域,可以得到纳米胶囊相变材料、纳米复合相变材料以及纳米高温相变材料。纳米级相变材料的开发将拓宽相变储热技术的应用领域。本文综述了纳米胶囊相变材料、纳米复合相变材料和纳米高温相变材料的研究进展,介绍了纳米相变材料的应用。     

附加相变微胶囊多孔织物热湿传递模型研究

为了考察附加相变微胶囊对织物内热湿传递的影响,发展了一个新的含有相变材料的织物热湿耦合模型.模型考虑了相交区间对相变及传热过程的影响及加热/冷却率对相变材料特征温度和相变热的影响,同时也考虑到纤维对蒸气的吸附/解吸现象引起的热湿耦合作用.使用等效热容法对相变微胶囊的相变过程进行了模拟,并用控制体积法对方程进行了离散求解.计算结果与实验观测一致,表明该模型可以用来预测含有相变微胶囊织物内的热湿传递过程.     

相变材料蓄冷球蓄冷过程的研究

采用了焓法模型对一种新型的相变材料在球内的凝结过程中进行了数值求解,得到了在第一类边界条件下相变时间与球径和传热温差的关系,以及相变界面位置变化与相变时间的关系等结果。该结论可以指导各种蓄冷器的设计和系统的蓄冷控制。     

围护结构三维导热的有限元分析

利用有限元分析软件包Femlab,进行建筑围护结构三维导热分析。算例给出了一典型含外墙、外窗、结构柱、梁和楼板的围护结构内部三维温度分布。可视化图像以及数据计算结果,显示了外保温与内保温以及窗户内置与外置等不同构造对围护结构温度分布、散热量的影响,外保温更有利于隔断冷(热)桥。     

长垌双曲拱坝有限元等效应力计算研究

基于有限单元法结合长垌双曲拱坝进行了应力计算分析,并对坝体近基础部位进行了等效应力计算研究,阐明了拱坝等效应力计算研究的基本方法和对工程的意义,得出有益结论,为该拱坝设计阶段提供可靠依据,并对拱坝结构计算研究提供参考.     

薄板点热源加热的有限元分析

利用有限元法进行薄板点热源加热的温度分布应力分布的理论分析,并将结果与实验测试数据进行了分析比较。