温度非线性热粘弹性问题的泛函及其变分原理(摘要)

分析热粘弹性问題时,不应忽略温度对物性系数的影响。因此,著者在物性系数是温度的线性函数的假设条件下,根据泛函分析理论,采用内积式与卷积双线性式相结合的方法,导出了包含所有边界条件,初始条件及热传导方程的拟静态耦合热粘弹性问题的泛函,并证明了与之相应的变分原理.     

变物性非线性热传导问题的泛函存在条件及变分定理

用有限元法分析热弹性问题时,需要导出热传导问题控制方程的泛函,并建立变分定理.当温度变化范围较大时,热传导的物性系数随温度的变化不能忽略.考虑到这种情况,本文给出非线性的热传导问题的控制方程组,证明了这一非线性问题的泛函仅在一定条件下才能存在,而这些条件不完全具备,不能建立变分定理.为此,本文将控制方程组分解成为两个线性方程组,第一个方程组(或主方程组)是物性系数为常数时的非定常热传导方程及其边界条件和初始条件,它的泛函和变分定理已为一些著作所给出,虽然缺乏严格的证明;第二个方程组(或辅方程组)是物性系数变化引起的温度场增量部分所构成的变系数非齐次的线性方程及相应的边界条件和初始条件,本文证明了它的泛函存在性并建立了变分定理.     

含相变参量热粘弹性问题的变分定理

在已导出含相变参量线性热粘弹性问题本构关系的基础上,根据泛函分析理论,由算子有势的充要条件,讨论了还包含边界条件,初始条件及热传导本构关系的含相变参量线性热粘弹性问题的控制方程组的泛函存在性,导出了与问题控制方程组算子对应的泛函,并证明了与之相应的变分定理。     

梯度功能材料拟静态热弹性问题的泛函和变分原理

本文从梯度功能材料拟静态热弹性问题的控制方程出发,说明了梯度功能材料在其物性系数为坐标变量的函数时的三维拟静态热弹性问题的泛函是存在的,导出了相应的泛函,并建立了相应的变分原理.     

梯度功能材料拟静态热弹性问题的泛函和变分原理

本文从梯度功能材料拟静态热弹性问题的控制方程出发,说明了梯度功能材料在其物性系数为坐标变量的函数时的三维拟静态弹性问题的泛函是存在的,导出的相应的泛函,并建立了相应的变分原理。     

马铃薯淀粉加工废水物性对其蒸发回收设备设计的影响分析

针对马铃薯淀粉加工废水回收利用技术的真空蒸发工艺装备设计原理和流程,讨论分析了废水物性与装备结构设计的关系.分析认为废水导热系数、黏度、比热容和密度通过影响对流给热系数来影响设备结构和设计过程判据.通过误差分析方法,结合水与废水物性的偏差估算实例,确定了生产过程废水物性变动对结构设计影响程度的计算关系,针对不同蒸发器类型进行了影响程度讨论.结果表明,物性影响程度与给热系数关联式的系数关系密切,废水回收中常用的降膜蒸发器、板式蒸发器需应根据废水物性进行设计.     

白云鄂博铁精矿热物性与还原性实验研究

通过对白云鄂博铁精矿的研究,探讨其热物性参数及还原特性.在热平衡的基础上,根据一维稳态理论,测定了样品在不同质量比不同温度下的导热系数、体积比热及热扩散系数,回归得出了在高温状态下热物性参数与工作温度之间的关系方程;通过热重法及XRD分析相结合的方法分析其还原性,得出铁矿石与半焦混合物在整个还原反应中按阶梯式还原.     

基于泛函变分和变热物性的层冷传热建模

分析板材在层冷过程中的传热,建立以热辐射和冷却水对流换热方程为边界条件的偏微分热传导模型,并基于泛函变分原理进行离散求解,获得各离散时间节点上的温度。为进一步提高该温度模型计算精度,在宝钢Gleeble热模拟实验机上测定3种碳钢样本的密度、比热容和热导率等热物性参数随温度变化的函数关系,采用最小二乘法建立回归模型,线性插值后用于温度场定量计算。此外,采用层冷实测温度反算和优化水冷、空冷换热系数,以满足模型现场长期应用的稳定性要求。结果表明,改造后层冷温度设定系统的精度能较准确地反映板材在层冷过程的温度变化,温度模型计算值与实测值吻合良好。     

现场岩土热物性参数的影响因素分析

对邢台市一试验井分别进行3d和2d的热响应试验,研究加热功率、测试时长、土壤初始温度对岩土热物性参数的影响。结果表明,同一测试孔在不同的加热功率下的岩土热物性参数存在差异;测试时长为48~64 h时测得的岩土热物性参数比较稳定;土壤初始温度越高,岩土热扩散系数越小。     

大型软包锂离子电池的热物性实验研究

针对大型软包锂离子电池热物性参数的测定问题,提出适用于该型电池的热参数表征方法. 基于准稳态导热原理,建立电池的传热理论模型. 开展实验研究电池的比定压热容和导热系数与温度的依变关系,分析热损对测试结果的影响,对测试方法的有效性进行验证. 结果表明,电池比定压热容随着温度的升高而线性增大,导热系数受温度的影响较小. 在900 s内可以测得电池热参数在10~60 °C下的变化状况,实验验证结果显示测算精度高于92.3%,具有测算周期短、准确度高和测试灵活等优势.     

车辆双筒式减振器热物性影响规律分析

为了探讨车辆减振器热物性对其温升的影响规律,建立了某车辆双筒液压充气减振器的热流量传递模型和物理传热模型,推导其导热、对流换热及辐射换热方程,通过热力学第一定律建立减振器热力学模型.利用迭代算法计算出此减振器达到热平衡时的温度和工作时间,并通过台架试验验证了建模的正确性,分析了减振器热物性对其温升的影响规律,最后进行了相关的灵敏度分析.研究结果表明减振器的4种热物性参数:油液密度、油液导热系数、油液比热容、缸体辐射发射率影响其温升特性,而缸体导热系数这一热物性参数对其温升特性无影响.     

采用分布分形维数分析不同级配对沥青混合料热物性能的影响

利用热常数分析仪Hot Disk测定沥青混合料热常数,通过对热物性参数热传导系数、热扩散系数、体积比热容3个参数对比分析,以此来比较不同级配对沥青混合料热物性参数的影响。在此基础上,以集料粒径分布分形维数D作为表征不同级配特征的参数,建立了热物性参数与粒径分布分维数D的相关关系。结果表明:热传导系数、热扩散系数和体积比热容与粒径分布分形维数D之间存在着较强的线性相关性;粒径分布分形维数D越大,沥青混合料热传导系数和热扩散系数越小,体积比热容越大。     

梯度功能材料热传导问题的泛函和变分原理

本文尝试从梯度功能材料热传导问题的控制方程出发，证明了梯度功能材料在其物性系数为坐标变量的函数时的三维热传导问题的泛函是存在的。导出了相应的泛函，建立了相应的变分原理。     

流体粘弹性对湍流流动与传热的影响

本文采用混合长度理论和二阶流体模型,从理论上计算了阻力系数与换热系数。结果表明了流体粘弹性的减阻效应与对换热系数的影响。     

瞬态法测量木材热物性的理论与实验研究

为了有效测量不同含水率木材的热物性，提出了一种新的瞬态平面热源测量法。在一定的简化条件下求解一维有限厚度平板的非稳态导热微分方程，得到了平板木材试样的温度随时间和平板厚度变化的短时间公式，并由此建立了在恒定热流加热条件下木材热物性的瞬态测量实验台。利用此实验台测量了不同含水率的落叶松和红松试样的径向导热系数、热扩散系数和比定压热容等热物性参数并与文献数据进行了比较。结果表明，该瞬态测量方法具有较高的精度，比准稳态法更好地满足了一维导热条件，利用此方法能够有效而快速地对不同含水率的木材进行热物性测量。     

金属-陶瓷梯度材料动态温度响应变物性分析模型研究

以ZrO_2/Ti-6Al-4V金属-陶瓷梯度材料为例,研究了梯度材料在承受热冲击载荷作用时的动态温度响应分析模型问题。研究的重点是分析材料的热导率和热容随温度变化的特性(即变物性特性)对动态温度响应的影响。分析结果表明,当梯度材料承受热冲击载荷作用时,变物性特性对材料的动态温度响应和材料隔热性能预测的影响十分明显,在对梯度材料的隔热性能进行优化设计时,必须采用动态变物性温度响应分析模型和理论进行分析。     

水和水蒸汽物性参数计算程序开发

水和水蒸汽物性参数的准确计算对核动力系统热工水力特性模拟是必不可少的．基于 IAPWS-IF97标准,开发了求解热物性参数(压力、热力学温度、比热容、比焓、比熵、比内能、比定压热客、比定容热容)、输运物性参数(导热系数、动力粘度)和表面张力的程序．其功能：给定饱和压力或者饱和温度求解饱和水、饱和蒸汽的其他物性参数；给定压力、温度求解水在各个区域的物性参数；给定压力、焓求解水在各个区域的物性参数以及给定任意2个参数求解其他物性参数．并将实例计算结果与上海发电设备成套设备研究所杨宇开发的物性参数计算程序的计算结果进行了比较,基本相同．     

耦合热弹塑性问题的泛函及其变分原理(摘要)

热——力耦合现象曾引起了人们的广泛兴趣,但由于理论上求解十分困难,加之本构关系较为复杂, 目前这一问题的研究多数集中在耦合热弹性领域,经人们研究表明,当耦合系数很小时,只要加热不快,耦合效应的影响是微小的。但是,对于热弹塑性耦合问题,其耦合系数远比热弹性问题的耦合系数大得多,在这种情况下,其耦合效应倒底有多大呢?现阶段研究得并不多,另外,耦合问题的理论求解十分困难,特别对于耦合热弹塑性问题,由于它的本构方程比较复杂,理论求解就显得更加困难了。这就给用于求解耦合问题的各种数值计算方法带来了广阔的前景,有限元法是其中较为有效的一种方法。为用有限元求解这类问题,建立适当的泛函是有必要。本文试图在K.N.Rysinko等人提出的热传导方程及本构关系的基础上,用泛函分析的方法导出耦合热弹塑性问题的泛函。为进一步用有限元求解此问题打下理论基础。泛函形式为:■在用有限元法计算时,只需分别对△u,T变分,即可得到两组对应的有限元基本方程。     

基于穷举搜索法的地下岩土热物性参数分析

地下岩土热物性参数测量的准确性影响地埋管换热器设计的合理性,进而影响地源热泵系统初投资和运行性能。文章利用穷举搜索法结合参数估计方法对热物性参数组合值进行全域搜索,并获得地埋管循环水温度测量值与模型计算值之间的方差和最小值,通过模拟验证该方法计算结果的可靠性,并与优化方法计算结果对比分析。结果表明:穷举搜索法可以确定较为准确的热物性参数值;优化方法仅确定的导热系数具有可靠性,相对误差小于1%,但钻孔内热阻和容积比热计算结果相对误差可达到70%以上,可信度较差;在实际工程中,优化方法所得的导热系数的值与穷举搜索法所得的值接近,但钻孔内热阻相对偏差最高可达41.42%,相对应的容积比热相对偏差最高为67.98%。     

非定常热传导和热应力轴对称问题的有限元分析

数学分析的方法难于求解复杂几何形状和多样化的边界条件的热应力问题。特别是在非定常的情况下,温度变化范围比较大,物性系数随温度的变化是显著的。如果考虑这种情况,则问题更难以解决。该文用有限元法来求解非定常热传导和热应力的轴对称问题,求解过程中考虑了物性系数随温度的变化,并将问题作为拟静态来处理,边界条件下受限制。