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道路微波除冰中微波辐射端口高度仿真与试验研究
引用本文:陆松,孔令扬,杜鹃.道路微波除冰中微波辐射端口高度仿真与试验研究[J].科学技术与工程,2021,21(29):12695-12703.
作者姓名:陆松  孔令扬  杜鹃
作者单位:空军工程大学航空工程学院,西安710038;西部战区空军勘察设计院,成都610041;四川云景通航工程设计有限公司,成都610094
基金项目:国家自然科学基金(青年项目51908548)
摘    要:为有效提升冬季道路微波除冰效率,本文对微波辐射端口高度进行了一定研究。论文在微波除冰机理分析的基础上,通过COMSOL Multiphysics建立仿真模型,研究微波场分布特性和辐射端口高度对除冰效率的影响,并采用微波除冰室内试验对仿真结果进行验证。结果表明:冰层具有透波特性,微波能够透过冰层加热路面;在竖直方向上,微波在波导中正弦变化,在辐射腔中略有降低,在空气中快速衰减,在介质中逐渐损耗;随着辐射端口高度升高,混凝土表面平均微波发热功率和混升温速率都表现为先减低、后升高、然后再降低的趋势,且在辐射端口高度为55 mm时,平均微波发热功率密度达到最大,为299.30 kW/m,升温速率也达到最快,为1.031 ℃/s;试验结果与仿真结果一致。因此,道路微波除冰中最佳辐射端口高度应设计为55 mm,这对于微波除冰技术的应用具有一定指导作用。

关 键 词:混凝土路面  微波除冰  COMSOL  Multiphysics  仿真  试验
收稿时间:2021/1/10 0:00:00
修稿时间:2021/6/18 0:00:00

Simulation and experimental study of microwave radiation port height in road microwave deicing
Lu Song,Kong Lingyang,Du Juan.Simulation and experimental study of microwave radiation port height in road microwave deicing[J].Science Technology and Engineering,2021,21(29):12695-12703.
Authors:Lu Song  Kong Lingyang  Du Juan
Institution:College of Aeronautical Engineering,Air Force Engineering University;Survey and Design Institute,Air Force in Western Theater Command; Sichuang Yun Jing Engineering Company Limited
Abstract:
Keywords:concrete road  microwave deicing  COMSOL Multiphysics  simulation and experiments
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