平板在周期温度激励下的非傅里叶温度响应

采用双相延迟热传导模型，研究了无限大平板在高频周期温度边界条件下的温度响应．在假设温度在空间只沿板厚方向变化的情况下，采用分离变量法求解了双相延迟热传导方程，得到了板内温度场的解析表达式．通过数值计算，给出了板内温度响应在不同参数下的变化趋势，分析了热流矢量延迟时间和温度梯度延迟时间对温度响应的影响．结果表明：在高频热扰动下，板内温度响应具有显著的非傅里叶特性．     

功能梯度材料板在周期温度边界条件下的温度响应

在热载荷作用下,功能梯度材料板结构内部将产生温度场,变形场以及应力场等.通过解析推导和数值计算获得功能梯度板在不同组份材料体积分数分布以及不同边界温度频率下的温度响应.采用摄动法和分离变量法,得到功能梯度材料板内温度响应的解析表达式.作为算例,考虑材料组份沿板厚方向按幂律变化的情形,计算并讨论不同梯度因子、边界温度频率对陶瓷-金属梯度材料板内温度响应的影响.     

热冲击下平面薄板非傅里叶效应的解析分析

基于热质理论,研究了平面薄板在温度突变加热边界条件下的温度响应.在假设温度只沿薄板厚度方向变化的情况下,根据牛顿力学分析方法建立了表征薄板热量传递过程的热传导方程,并联合能量守恒方程得到薄板的热传导偏微分控制方程.借助Laplace正、逆变换技术,推导了薄板边界受均匀热冲击作用下温度响应的解析表达式.通过对温度场的解析求解,揭示了其内部热量的传播机制.结果表明:在热冲击作用下两边界产生的热扰动会激发2列热波以有限速度向薄板的中心传递,形成阶跃性的温度分布,且热波波速受特征时间和特征长度的影响呈动态分布;热波在传递过程中会发生反射、叠加等典型的波动特征,从而导致了板内部过热和过冷等非常规现象.     

基于动态Allan方差的MEMS惯性测量单元的性能评价

为了对受温度等外界环境影响下的MEMS惯性测量单元进行性能评估,针对经典Allan方差法不能反映各喷性器件的时变特陛的缺陷,提出了采用动态Allan方差（DAVAR）法对MEMS陀螺仪和加速度计进行随机误差项的辨识和时变特性分析．经典Allan方差法和DAVAR法的随机误差辨识结果和仿真结果表明：在随机误差辨识方面,DAVAR法相比经典Allan方差法的辨识结果更为准确;在变温环境下,DAVAR法的仿真结果还能够反映出惯性器件输出信号受温度变化等环境影响下的时变特性,DAVAR法能够对MEMS惯性测量单元进行准确评价．     

动态光热参数情形下激光牛肌肉组织光热响应模拟

以牛肌肉组织为模拟对象,考虑到其光热光学和热学参数对温度的依赖性,运用有限元方法模拟了激光在牛肌肉组织中的传输以及动态热响应过程.通过数值求解热传输方程,得到牛肌肉组织内部的温度场分布,并与静态光热参数情形下的结果进行了比较.结果表明:若不考虑光学参数以及热学参数随温度变化的影响,将高估牛肌肉的温升;与热学参数相比,动态光学参数更大程度地影响牛肌肉组织的温度响应;在激光辐照的过程中,牛肌肉组织表面附近将会形成一个光学屏障,影响组织表面和内部的光子数分布,该结论通过Monte-Carlo方法模拟组织内部光子数的分布情况得到了验证.     

温度场的有限差分计算——以一维温度场为例

已有关于温度场的研究多是从热传导方程出发的，且大多未考虑材料性能随温度的变化.从能量平衡的角度研究温度场，能有效考虑热对流边界条件和材料性能随温度变化的问题.为了更好地还原实际情况，首先，基于能量平衡的原理，采用有限差分法建立了瞬态传热问题的有限差分方程；其次，考虑材料性能随温度的变化，使用MATLAB进行编程计算温度场；最后，给出算例，并通过与相应的ABAQUS有限元模拟结果对比，证明该方法能有效处理此类问题.研究发现：在升温环境中，是否考虑材料热工参数随温度变化不影响温度分布规律，但影响温度大小；当考虑材料性能随温度变化时，计算得到的物体内部温度高于不考虑材料性能变化时的温度；环境温度采用国际标准升温曲线时，在边界处物体内部温度变化与环境温度变化形式相同，均呈对数形式；在远离边界的物体内部，温度变化幅度随着离边界距离的增大而减小，温度变化呈指数形式.     

WPA法计算多支承弹性梁的动响应和动应力

用ＷＰＡ法推导出了任意多支承梁（ｎ≥２）的动特性分析计算方法．将ＷＰＡ法与经典解析法的计算结果进行了对比，并用ＷＰＡ法具体分析了某潜艇四支承桅杆的动响应、模态振型和应力分布．结果表明ＷＰＡ法具有计算速度快、精度高并可以计及梁的阻尼参数等特点     

铜系催化剂用氢还原时粒内温度的动态分布

本文采用了粒内测温技术，实测了在不同氢浓度及环境温度下铜催化剂用氢还原 的过程中粒内温度的动态分布，并用非稳态下的均匀模型模拟此过程。对此模型用五 点正交配置法离散后用显式龙格－库塔法所得的结果与实测数据接近。 实测与模型计算均表明，在还原开始后粒内温度迅速升高并达到一最大值，在反 应后期粒子温度逐渐趋向于一个高于环境温度的稳定温度． 本文对不同氢浓度及环境温度下的最大温升进行了关联，得到了计算最大温升的 经验式．根据实测与计算结果分析了粒内与相间的温度与浓度梯度，得出了温度梯度 主要存在于相间而气相浓度梯度主要存在于粒内的结论。     

考虑温变时超磁致伸缩微致动器的动力学分析

建立了考虑温度变化时的超磁致伸缩微致动器的动态振动微分方程,得到了微致动器振动响应的非共振解析解.在已知磁化强度情况下,讨论了温度和预应力对振动响应的影响,并得到了位移响应随温度变化的系数;解出由于超磁致伸缩材料非线性而产生的亚谐共振解,讨论了温度对共振因子的影响.仿真结果表明,超磁致伸缩材料的磁-力-热耦合非线性对微...     

有机电致发光器件的热传导特性研究

采用简化热阻模型和一维稳态有内热源的热传导方程,对有机电致发光(OLED)器件的热传导特性进行了研究.为了改善OLED器件的性能,设计并实现了一种新型结构的OLED器件.在给定OLED器件的结构、输入功率、对流换热和热物性参数等因素情况下,推导得出OLED器件运行时温度升高与输入功率,基片及各功能层薄膜的热导系数、厚度、面积等之间的关系式,建立了OLED器件内部的温度分布关系.研究结果表明,器件内的有机层和基底的传热性能是影响器件温度分布的重要因素,在功率密度为1.167×104W/m2、外界温度为300 K时,OLED器件在发光层AlQ3中可获得最高温度,其温度值比环境温度高29 K.在研发OLED器件过程中,要提高OLED器件的热稳定性,改善焦耳热效应对OLED器件性能的影响,则需要选用热物性较好的OLED有机材料,使有机层与导热性能良好的电极保持良好接触.通过实验研究,验证了理论分析的正确性.在相同的输入功率情况下,对自制备的若干Al阴极厚度不同的OLED器件进行了比较分析,验证了理论模型的有效性.研究结果对于OLED研发具有重要的价值.     

动荷载作用下高温冻土路基的动力响应分析

采用有限元计算和模拟试验相结合的方法,研究了高温冻土路基在列车动荷载作用下的动力响应。首先,通过数值计算分析了路基的地表变形、内部土压力的变化规律。根据相似理论确定并没计了冻土路基模拟试验装置,通过在路基周围地表及其内部布设压力和变形传感器,并用自行设计的列车动荷载加载装置对路基施加模拟荷载,进行了冻土路基的模拟试验。模拟试验和数值计算的结果分析表明:采用的数值计算模型和模拟试验方法基本可行,研究结果可为青藏铁路的安全运营以及维护提供参考。     

新疆焉耆日光温室热环境差异性分布的研究

为了研究日光温室内部热环境的差异性分布,在大寒日期间(2014年1月20-22日)对焉耆地区日光温室后墙和地面不同位点的温度和光照进行了监测和分析。结果表明:地表和后墙表面温度分布的不均匀主要由其表面的太阳辐射能分布不同和传热性能的不同所致。揭帘后,地表总辐射照度表现为由南向北递增,地表温度表现为中部前部后部,各部位温差最大值出现在下午16:00,此时中部地表最高达到29.2℃,而其表面的太阳总辐射照度为264.1 W/m2,小于前部。后墙表面的总辐射照度和温度自上而下递增。盖帘后,地表温度在南北方向上由南向北递增,后墙表面的温度自上而下递增。次日11:00时(揭帘之前)各部位平均温差最小。     

一种热电阻动态特性原位校准方法

研制了一种可在测量中，现场、原位使用的用于热电阻动态特性校准的计算机插板。由传热学原理，论证了热电阻在外部阶跃温度响应与回路电流阶跃方法(LCSR法)温度响应之间的联系，据此，建立了求得响应时间常数的数据处理方法。在滑油和风洞里用LCSR方法和被测介质温度阶跃进行的对比实验表明：该方法求取的时间常数误差小于5％。用该方法分别求得的热电阻和外壳的时间常数，可以进一步确定影响响应速度的主要因素。     

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.     

电场强化旋流分离装置的内部流场分析

提出一种运用高压电场强化提高旋流分离效率的装置,实现工业废油资源化工艺环节中的高效破乳脱水处理;强化装置内部的流场分布情况直接影响了装置的分离效率,但比较复杂,目前尚不明确;通过建立电场强化旋流分离装置模型,联合电场控制方程和乳化油液滴粒径控制方程,分别对5种不同强化电压条件下的装置内部流场进行了数值模拟;计算结果表明,当强化电压为11 kV时,装置内部混合流体切向速度的最大增幅为15%,轴向速度最大降幅为20%,底流管段的压力梯度得到明显增大,有效提高了装置分离效率,试验结果表明:建立的装置数值模型,能够合理揭示电场强化旋流离心分离装置内部复杂流场的分布规律。     

静电感应晶闸管负阻特性的数值模拟

运用半导体器件数值模拟中的漂移-扩散模型,对静电感应晶闸管(SITH)的负阻转折特性进行了模拟和分析.通过对器件内场和载流子分布的模拟,揭示了SITH的负阻转折特性是源于高电平下双注入的加强以及伴随的耗尽层的收缩.模拟结果与实验结果吻合较好,对器件的设计与优化具有指导意义.     

采后果实内部温度场的数学模型

以采后山药为例,从传热学的角度研究了其内部的热量传递,将山药假设为长圆柱体,并用有限差分的方法计算出果实内部的温度分布,用动态瞬时温度分布测定系统装置测定了果实内部相应位置的实际温度, 验证了数学模型的可靠性。     

不平整激励下机场道面和公路路面

针对目前我国机场道面平整度评价主要沿用高速公路标准体系,提出一种机场道面和公路路面平整度评价的建模与分析方法.建立飞机和汽车动力学模型,选取飞机和汽车竖向加速度响应作为评价指标,提出基于Matlab/Simulink模块仿真分析的流程.以代表机型和车型作为试验对象,在不平整铺面激励下考查竖向加速度响应的差异;并解析运行速度、组成构造、前后轮距、质量分配系数、振动元件、质量和转动惯量等因素对飞机和汽车动力学响应差异的影响程度.最后,根据波音公司疲劳标准,反算机场道面国际平整度指数(IRI)与3 m直尺下最大间隙的标准值,提取机场道面管理的重要的决策参数.     

东亚地区人为硫酸盐气溶胶辐射气候效应不同模拟方法的对比

 利用区域气候模式RegCM2与大气化学模式连接的模拟系统,研究了中国地区人为排放生成的硫酸盐气溶胶分布及其辐射气候效应,并与全球模式的结果进行了比较,同时对比了硫酸盐气溶胶辐射气候效应的在线、离线模拟方法所得结果差异的细致情况.通过以上工作表明:区域气候和大气化学耦合模式系统能在比大气环流模式更精细的尺度上获得硫酸盐分布规律和辐射气候效应;并且区域气候模式与大气化学模式的在线与离线连接方法得到的硫酸盐柱含量、有反馈和无反馈大气顶直接辐射强迫和地表温度响应在较小区域平均的尺度上存在较显著的差异,并且在全区域平均尺度上也不能被忽略;通过对气候响应的进一步分析发现:模拟结果显示了从硫酸盐含量到辐射强迫和地表温度响应逐渐加大的不确定性.