1045钢淬火时温度场的数值模拟

基于实验测定的1045钢淬火冷却曲线，应用有限差分原理和非线性估计法对非线性导热方程的逆问题进行了求解，给出了一种求解钢淬火时非线性表面换热系数的方法；应用数学转换方法计算了1045钢在连续冷却时奥氏体、珠光体、贝氏体和马氏体的体积百分数．应用有限元分析软件．ANSYS计算了1045钢淬火时具有相交和非线性表面换热系数的温度场．研究表明，钢淬火时的温度场、导热与换热是非线性的，温度场的计算结果和实验结果比较吻合．     

圆柱体45钢淬火过程中热传导方程逆问题的求解

以４５钢圆柱体为试件，由实验确定的温度和时间之间的关系，利用有限差分法和非线性估计法，求解４５钢圆柱体试作在淬火过程中热传导方程的逆问题．从而得到以油和水为淬火液时圆柱体表面换热系数曲线．计算结果表明：上述方法是确定钢淬火时表面换热系数的一种有效方法，以水为淬火液所得到的表面换热系数比油为淬火液所得到的表面换热系数大．     

淬火工件/介质边界换热条件研究

在试验的基础上，开发了淬火工件／介质边界换热条件程序，该程序通过反算法计算边界换热系数．利用该程序与ＡＢＡＱＵＳ非线性有限元程序对淬火过程温度场进行数值模拟，模拟结果与实测值比较，误差在１０％以内．     

Leidenfrost模型的修正及工件淬火时的热传导问题

对传统的沸腾换热曲线和Leidenfrost理想过渡模型按照淬火实际进行了修正;考虑了过冷对沸腾换热及Leidenfrost过渡的影响。在此基础上给出了以水为淬火介质时边界条件的数学模型,将碳钢淬火时发生的马氏体相变视作有一个内热源作用在金属物体内部,给出了包含相变条件的热传导控制方程,所涉及的物性系数均为温度的非线性函数,对45钢零件进行了瞬态温度场的计算,得出了一些结论。     

钢纤维混凝土路面板结构温度场一种近似计算

利用Norsett近似计算公式求解了钢纤维混凝土路面板结构的温度场，文中没有考虑路面的表面换热系数及路表温度的变化，并将所得公式编程计算．计算结果表明钢纤维混凝土路面板结构的温度在其横截面沿厚度方向呈非线性分布．     

淬火工件／介质边界换热条件研究

在试验的基础上，开发了淬火工件／介质边界换热条件程序，该程序通过反算法计算边界缕系数，利用该程序与ＡＢＡＱＵＳ非线性有限元程序对淬火过程温度场进行数值模拟。模拟结果与实测值比较，误差在１０％以内。     

淬火过程中轧辊的温度场及热应力场的有限元计算(摘要)

给出了轧辊淬火过程中的温度场及热应力场的有限元计算。计算中利用沸腾传热理论处理了非线性边界条件。并在求解温度场的基础上按热弹塑性理论计算了应力场及最终的残余应力。计算结果与实验结果进行了比较。     

气体绝缘开关设备母线传热模型的建模与分析

利用有限元方法耦合计算涡流场、流体场及温度场,实现气体绝缘开关设备母线温度预测.根据传热学及流体动力学理论建立母线各组分辐射换热方程及对流换热微分控制方程,给出了模型边界条件,计算出母线的温度场分布.根据计算结果,确定了母线外壳及导体表面的分布对流换热系数,分析了母线对流与辐射换热百分比.与工程算法的对比表明,该方法能够准确预测气体绝缘母线导体及外壳温度,对于正确了解气体绝缘开关设备母线的温度分布状况具有一定意义.     

淬火过程有限元模拟技术的研究现状及其关键技术

淬火是一个温度、应力、相变相互影响的高度非线性问题 .根据淬火过程的特点 ,结合有限元技术 ,介绍了用于淬火过程模拟的温度场求解技术、组织转变量的计算方法、应力应变场的计算方法及相变塑性等 ,给出了淬火过程中弹塑性系数的计算方法 ,并指出了未来淬火模拟的几个重点研究方向 .     

采用热-流耦合方法对气冷涡轮叶片换热的计算

以往在计算气冷涡轮叶片温度场时需要预先求出叶片和燃气交界面以及叶片和内冷气体交界面的对流换热系数,但是带有复杂内冷通道的叶片求解对流换热系数较困难,针对这一问题,采用了一种无需预先求出叶片表面对流换热系数的方法——热-流耦合方法,即只需给定主流流场的进出口边界条件和内冷通道边界条件以及叶片几何,就可求出叶片温度场的方法。文中采用热-流耦合方法首先对流体扰流前缘为钝形平板的二维层流流动进行了计算,计算结果与分析解进行对比,两者符合良好,证明了方法的可靠性,在此基础上对Mark涡轮叶片的换热问题进行了计算,计算结果与实验值吻合较好。说明热-流耦合方法在计算涡轮叶片换热问题时是有效可行的,具有很高的工程应用价值。     

热风加热沥青路面冲击射流共轭传热特性

为提高热风加热沥青路面的就地再生加热效果,基于热风冲击射流对流换热和沥青路面内部导热的共轭传热过程,建立了热风加热沥青路面的冲击射流共轭传热理论模型,选取有限容积法得到了共轭传热模型的通用离散方程,采用压力-速度耦合半隐式算法(semi-implicit method for pressure linked equations, SIMPLE)获得了整个求解域内温度场分布,选取平均热流密度和平均换热系数反映沥青路面加热效果,通过正交试验研究了热风出口速度和热风出口温度对路面加热效果的影响程度。仿真和试验结果表明：理论计算与实验温度场分布趋势吻合度高,两者平均误差为8.4%;平均热流密度和平均换热系数在加热初期均从最大值急剧下降,而后下降幅度逐渐减小趋于平衡,两者的仿真计算与实验结果趋势相同,平均误差分别为6.4%和7.8%;热风出口速度和热风出口温度对平均热流密度均有显著影响,热风出口速度对平均换热系数有显著影响,热风出口温度对平均换热系数的影响相较于平均热流密度指标表现为不显著。研究结果为后续沥青路面就地热再生热风加热温度控制和加热器设计提供了理论依据。     

界面传热系数对铸造凝固过程温度场的影响

为研究重力铸造和反重力铸造凝固过程中铸件/铸型间界面传热系数对温度场的影响,利用ANSYS有限元软件模拟了铸造凝固过程的温度场,并将模拟数据与实际测量的温度进行了对比.研究结果表明：无论是重力浇铸,还是凝固压力为17.12 kPa和30.90 kPa的反重力浇铸,对于模拟温度场与实际测量的温度场的接近程度,考虑界面传热系数要优于不考虑界面传热系数;随着凝固压力的增大,铸型/铸件界面的传热能力提高,铸件凝固速度增加,凝固时间缩短.     

Experimental study of heat-transfer coefficient of Al-Zn-Mg-Cu ultra-thick hot plate during multi-stage quenching

Experiments were conducted to investigate the cooling manner of an ultra-thick hot aluminum alloy plate during multistage quenching. Cooling curves and heat flux curves of different rapid quenching flux varied from 23 to 40 L min~(-1) and were analyzed in detail. In this investigation, cooling process was divided into the following four steps:(I) starting step,(II) rapid cooling step,(III) slow cooling step, and(IV) stopping step. Based on the curves, the calculation method for surface transfer coefficient was provided, and the effects of coefficient on surface temperature and quenching flux were discussed. Results showed that the transfer coefficient disagreed with heat flux and that it is a nonlinear function of surface temperature. The highest coefficient was observed not in the rapid cooling step with the largest heat flux but in the slow cooling step with lower heat flux. The coefficient increased with surface temperature ranging from 480 to 150°C, and a coefficient peak appeared in the temperature range of 150–100°C. The coefficient also increased with quenching flux. Finally, a simulation was performed using the finite element method to verify the reliability of the coefficient results, which showed good agreement with the measurement values.     

四面均匀受火下圆钢管混凝土温度场非线性分析

在合理确定混凝土和钢材热工参数的基础上,根据四面均匀受火下圆钢管混凝土离散体积单元的能量平衡建立有限差分平衡方程,采用放大混凝土比热的办法考虑混凝土中自由水、结合水的物理化学反应对混凝土温度场的影响.通过编制四面受火下圆钢管混凝土截面温度场非线性有限差分程序,并结合火灾下钢管混凝土柱温度场的试验结果,合理确定了钢管表面热传递系数和混凝土比热放大系数.结果表明,四面均匀受火下钢管混凝土柱温度场的计算结果与试验结果符合较好.本文的研究工作可为火灾下圆钢管混凝土柱非线性有限元分析创造条件.     

重轨淬火风冷温度场的模拟

以60kg/m重轨和喷风头作为研究对象,通过有限元软件Fluent,对重轨轨端的风冷过程进行数值模拟。将实测换热系数曲线用最小二乘法进行拟合,得到不同温度下的重轨换热系数,模拟出重轨在风冷过程中的温度场。模拟结果与相关试验结果吻合良好,表明整个模拟结果是准确的。生产中可以通过此方法来对喷风头的尺寸参数进行研究并预测重轨的淬火组织,以便更好地指导工艺改进和现场生产。     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。     

U71Mn钢重轨轨头淬火应力场的计算机模拟

采用有限元法研究了重轨轨头在淬火过程中的应力场分布。在模拟计算过程中利用等效热容法处理相变潜热对温度场的影响,利用等效线膨胀系数法处理相变引起的组织应力,并考虑了材料非线性参数对温度场的影响。结果表明,温度模拟结果与实测结果相吻合,同时喷风淬火能产生较小的残余热应力,从而避免了钢轨的变形和开裂。     

Analytical study on coordinative optimization of convection in tubes with variable heat flux

It was certified that the heat transfer between a fluid and a solid wall is closely re-lated to the coordination of the velocity and the temperature gradient/heat flux fields[1,2].When the two fields in a system are fully coordinated, the heat transfer is optimized.Then the highest heat transfer rate is achieved with the least work consumption of fluidflow. Corresponding to the difference of coordination degree, Nusselt number, whichindicates the strength of heat transfer, can change between …     

激光切割筛管中的温度场与热影响区研究

在求解温度场的数学模型时,采用了更接近实际状况的变物性非线性热传导方程.应用有限元法,数值求解了激光切割这种高能流密度、移动点热源所形成的非稳态温度场,得到了激光切割石油筛管过程的传热规律.结果表明:激光切割石油筛管的过程是在热源附近形成一个准稳定高温区,即对于以热源中心为原点的移动坐标系,该温度区内的温度不随时间而变化,并且不同输出功率的热影响区不同.