载流板壳电磁、热、机械场耦合的弹性效应分析

在建立载流板壳的电磁场、温度场、机械场耦合非线性运动方程、物理方程、几何方程及电动力学方程基础上,通过变量代换进行变形,整理成含有8个基本未知函数的标准柯西型方程式.考虑了电磁场的焦耳热效应,引入热平衡方程,通过差分及准线性化方法,变换成能用离散正交法编程求解的准线性微分方程组;讨论了载流圆环形薄板应力、温度及变形随外加电磁参量的变化规律,并通过实例证实了可以通过改变电、磁、力场的参数来实现对板壳的应力、应变、温度的控制.     

10 kV XLPE电力电缆稳态温度场和额定载流量的计算

目的电力电缆的载流量的确定受几种因素的影响,其中包括电缆结构、敷设条件和周围环境,电力电缆温度场和载流量计算对于在保证电缆线路运行可靠性和使用寿命的条件下,充分发挥电缆的输送能力、提高其经济性具有重要的意义。方法针对排管敷设方式的10 kV三芯交联聚乙烯(XLPE)电力电缆,以IEC60287标准算法为依据,采用热路解析法对其在稳态运行条件下的温度场和载流量进行了计算研究。结果电缆载流量随着电缆敷设根数的增加而明显下降,受周围环境影响较大。结论计算结果有助于运行中电缆载流量的评估和新敷设电缆线路的设计。     

基于有限元法的XLPE电缆载流量计算及其影响因素分析

根据传热学和有限元基本原理,利用土壤区域划分法,建立了一种基于有限元法的XLPE电缆载流量计算模型,能够按照土壤热阻系数的不同对XLPE电缆周围土壤区域进行划分。根据XLPE电缆的结构参数和周围敷设区域的物性参数分析了XLPE电缆内部各层的温度分布情况,并提出了一种基于二分法来计算电缆载流量的方法。对比分析结果表明,相对于IEC60287中的热路法,该模型不仅计算结果准确,而且能更方便地考虑外界环境因素对电缆载流量的影响。通过实例仿真得出了不同影响因素对电缆载流量的影响规律,为优化电缆敷设方式提供了重要的理论依据。     

华龙一号反应堆上腔室及热段流热耦合场数值模拟

压水型反应堆(pressurized water reactor, PWR)系统主管道热段内冷却剂的温度和流量,直接反映了核功率和堆芯换热状态,是反应堆功率控制和安全保护的核心参数。为全面掌握“华龙一号”反应堆上腔室及热段内冷却剂流-热耦合场分布及演变规律,为核心参数测控提供参考,本文基于有限元分析(Finite Element Method, FEA)方法,对上腔室及热段冷却剂流域进行了计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟。首先建立了合理简化后的“华龙一号”(Hualong One)反应堆上腔室及相连热段的3D几何结构模型。随后对模型计算域进行了离散化网格划分和网格敏感性分析。最后通过计算,获得了冷却剂非等温流动的稳态特性解,流量、温度与相关设计估算值、实际测量值的相对误差均小于2%。对稳态特性研究表明,高、低温冷却剂在上腔室垂直内壁附近的不充分换热导致热段入口冷却剂温度分布不均,存在14.0~16.3℃的温差。随冷却剂沿轴向流动,冷却剂温度场分布和流场分布均逐渐趋于均匀和稳定,且是热段内低温冷却剂的流动主导了冷却剂温度分布的变化。     

各向异性弹性孔隙介质中的热-流-变形耦合模型

研究微小孔隙介质中应变导致渗透率各向异性的问题.采用有限单元法综合分析处理储层变形-渗流-热传导耦合模型与应变导致渗透率变化模型,并用该方法分析弹性多孔介质的二维非等温变化单相渗流的耦合问题.对比结果表明,应变导致的渗透率变化模型能有效反映蒸汽注入引起的岩层各向膨胀,与热采过程中油藏的实际情况更吻合.     

基于ANSYS的热-流耦合分析

根据纳维-斯托克斯运动方程与能量微分方程对同一物体的流场与温度场进行耦合分析,用有限元法模拟研究流场对温度场的影响。     

汽轮机通流部分热-流-固耦合数值模拟计算

利用Fluent软件建立某汽轮机调节级及高压前四级的三维模型,采用标准k-e模型对其内部进行热-流-固耦合数值模拟,详细分析了内部流场的气动性能,并与热力设计值进行详细比较,掌握了汽轮机调节级及压力级进行气动性能分析的方法,结果表明所建立的数学物理模型正确,得到的结果可信。     

基于变异系数的盘式制动器热-应力耦合场研究

摩擦片材料属性影响着接触压力的不均匀程度,为了更精确地描述接触压力不均匀度,引入变异系数,以此来量化接触压力的不均匀性,并采用控制变量法探讨了变异系数随摩擦片材料属性的变化规律.研究结果表明:温度对接触压力的不均匀性影响很大,考虑温度影响后,接触压力变异系数由21.25%增加到49.51%,较大地增加了接触压力的不均匀性;摩擦片材料属性对变异系数影响明显,随着摩擦片弹性模量、热膨胀系数增加,变异系数逐渐变大;随着比热容、热传导系数、密度增加,变异系数逐渐变小.因此,适当降低弹性模量、热膨胀系数或增加比热容、热传导系数和密度,有利于改善接触压力的不均匀度,从而延长摩擦片使用寿命.     

高压电力电缆温度场和载流量数值计算软件的研究

利用VB6.0开发基于有限元的高压交联聚乙烯电力电缆在直埋、排管、隧道和沟槽等敷设方式下的温度场和载流量计算软件.该软件集成了图形化技术和数据库技术,建立了各种电力电缆参数的数据库,可以动态修改电缆参数,方便地选择和设置电缆型号、敷设方式、接地方式、排列方式和环境参数.测试表明,该软件可以满足大多数工程需求.     

多股传输电缆的数值模拟

采用线单元的边界元方法研究了五股传输电缆线的电位问题，得到了五股传输电缆线的电位场的分布规律，并且绘制了电位场的等位线图和立体图，计算结果表明，用线单元边界元法处理此类问题方便、快捷、精度高。     

用加权有限差分－边界元耦合方法研究瞬态温度应力场问题

本文用加权有限差分－边界元耦合方法对瞬态温度应力场问题进行了研究，由于这种差分格式是无条件稳定的，合理选取加权因子值使计算在采用较大时间步长条件下仍可得到较精确的结果．文末计算了泵体的瞬态温度及其相应工作应力场（即内压和变温引起的应力场）．计算结果表明：采用该方法计算瞬态温度场，比有限元法未知量少，同时结果稳定，收敛性好，是一种简便有效的方法。     

外转子轮毂电机电磁场-温度场的耦合求解分析

采用有限元法对额定功率为8.5,kW的外转子永磁同步轮毂电机进行了电磁场-温度场的耦合仿真计算,研究了电机的发热以及电机内温度场分布情况,并对电机槽绝缘厚度和定子轭高度对电机温度场变化的影响做了定量分析.结果表明:当电机槽绝缘厚度降低到0.20,mm、定子轭高度增加5,mm时,电机温升问题得到了很好的改善,符合绝缘条件的要求.     

传输电缆线电场的高次元分析方法

用边界元方法，研究传输电缆线的电场问题，为了提高计算精度，采用了高次元分析，提供了简捷可行的计算机模拟方法．给出了轴距不同的电缆所形成的电场特性和相应的数据．     

悬索结构大位移分析改进的两节点索单元模型

基于非线性弹性理论,提出了适合悬索结构大位移分析的改进的节点索单元有限元模型,在 移函数的表达式中计及了索元自重垂度的影响,从而克服了目前悬索结构普遍采用的现代了点索元无法直接计及自重垂度影响的缺点。     

建筑通风空调管道中悬浮微生物的实测与分析

为了解悬浮微生物在通风管道中的分布特性,先后于2003年夏、冬季对长沙市某一综合性大楼展开了实测调查.采用了空气微生物检测仪(JWL-IIB200)对通风空调系统管道内悬浮微生物进行采样,并在实验室进行培养分析;采用了尘埃粒子计数器(MetOneA2400)等仪器对可能影响悬浮微生物的因素进行测试和分析.实测结果表明,通风空调管道中悬浮微生物的污染分布同管道的位置以及管道中的温度、湿度、风速等环境参数紧密相关.将管道内悬浮微生物的污染物分布特点与相同测点的总悬浮颗粒物浓度、颗粒物的沉积量、环境温湿度等参数相对比,均反映出一定的相关性.     

油藏构造应力场的数值模拟技术研究

在分析油藏构造应力场特点的基础上,建立了符合油藏实际情况的构造应力场数学模型.提出了一种基于结构优化的有限元网格自动生成方法,从而保证了生成网格和模拟结果的质量.应用结果表明,本文提出的数学模型和方法是可行的.     

基于Matlab的电机电磁场有限元分析

介绍了基于MATLAB的电磁场有限分析方法。偏微分方程工具箱（PDE）是MATLAB的一个工具箱,它提供了图形用户界面（GUI）的分析工具,从而使MATLAB具体应用到有限元分析中,并证明MATLAB是有限元分析的一种理想软件。关     

基于精确解析解的索单元

完善了基于悬索精确解析解的两节点平面索单元，包括带节间集中力的索单元、两端带刚臂的索单元．从理论上推导了空间索单元的平面外刚度系数，并通过坐标转换矩阵将空间索单元统一到平面索单元上，也可考虑在组合均布荷载作用下的索单元．这种索单元可用于悬索桥、斜拉桥等结构的非线性有限元分析中．通过两个算例的计算表明，该方法是精确有效的．     

失调耦合梁的模态局部化和频率轨迹转向现象

用有限元分析方法研究了由横向和扭转弹簧耦合的两条欧拉-伯努利梁在引入了物理参数(如杨氏模量)的不对称小失调后产生的模态局部化和频率轨迹转向现象,同时也研究了由于弹性支承的失调而产生的振动模态局部化现象。研究表明弱耦合系统的不对称失调会导致模态局部化和频率轨迹转向现象的出现。