热沉最佳稳定工况仿真技术

介绍了热沉最佳稳定工况的概念、数字模型及其计算机实现，并利用本文的软件对国内最大的空间环模器热沉进行了仿真研究，验证了该技术的可行性。热沉最佳稳定工况仿真研究对指导大型空间环境模拟器初期的调试试验有重要意义。     

大型空间环模器热沉仿真研究

用分布参数方法，建立了热沉动态数学模型，运用MATRIXx仿真平台，建立了仿真模型，并进行了动，静态工况仿真计算。得出了热沉在稳定工况下的温度场，流量与最大温差的关系及温度动态特性，为热沉的优化设计，温度控制提供了重要依据，也为调温系统的动态仿真奠定了基础。     

空间环境模拟器的液氮热沉总漏率的测试方法

热沉是大型空间环境模拟器的重要组成部分,其密封性能直接影响到模拟器所模拟的冷,黑真空环境的好坏,因此,对它的漏率要求较高,本文主要介绍大型空间环境模拟器主容器整体热沉的检漏方法并做相应的理论分析。     

不锈钢板式热沉流动与传热的数值模拟

热沉是环境模拟器中用来模拟冷黑环境的核心结构,热沉的温度均匀性是其最重要的技术指标之一。本文采用数值模拟方法,对小型热真空模拟器不锈钢板式热沉进行了热力学分析。模拟结果表明:不锈钢板式热沉具有换热效率高、温差均匀性好、冷剂用量少等优点,减小不锈钢板之间的距离可以提高热沉温度均匀性,而不同进出口布置形式对热沉壁面的温度均匀性影响较小。本文得到的模拟结果,对优化热沉结构、提高温度均匀性、减少冷剂使用量具有实际意义。     

KM3热沉检漏技术

热沉是大型空间环境模拟器的重要组成部分,KM3为KM6的改造热沉,热沉内通的是-196℃的液氮或+100℃的热氮气,最高内压达1.6 MPa,其密封性直接影响到模拟器模拟太空冷黑环境的好坏,对漏率的要求非常高,因此对热沉在加工过程中的检漏提出了非常苛刻的要求.KM3设备的真空容器直径3.6 m,长7.3 m,是当时最大的不锈钢真空容器,检漏难度较大.本文介绍了所采用的并已为实践证明是成功的检漏技术.     

基于参数化设计方法的空间环境模拟器集成设计北大核心CSCD

目前常采用的空间环境模拟器设计模式是不同的分系统利用各自的三维造型软件构建产品的三维几何模型,然后导出到Auto CAD中进行二维的图纸表达。此种设计模式不利于开展协同设计,同时在不同设计软件转换时容易造成设计表达错误。此外,日益激烈的市场竞争,也对空间环境模拟器的快速响应设计提出了更高的要求。因此,根据空间环境模拟器设计流程分析以及设计过程的实际需求,针对容器、热沉、真空、氮流程等分系统设计特点,提出了空间环境模拟器集成设计平台方案;基于统一的数字化设计平台,开展各分系统的协同设计,从而提高产品设计的规范性和重用性,实现空间环境模拟器的数字化高效集成设计。     

基于参数化设计方法的空间环境模拟器集成设计

目前常采用的空间环境模拟器设计模式是不同的分系统利用各自的三维造型软件构建产品的三维几何模型,然后导出到Auto CAD中进行二维的图纸表达。此种设计模式不利于开展协同设计,同时在不同设计软件转换时容易造成设计表达错误。此外,日益激烈的市场竞争,也对空间环境模拟器的快速响应设计提出了更高的要求。因此,根据空间环境模拟器设计流程分析以及设计过程的实际需求,针对容器、热沉、真空、氮流程等分系统设计特点,提出了空间环境模拟器集成设计平台方案;基于统一的数字化设计平台,开展各分系统的协同设计,从而提高产品设计的规范性和重用性,实现空间环境模拟器的数字化高效集成设计。     

船舶空调系统的仿真与建模

为了解决船员培训中船用空调模拟器操作的问题，本文提出了船用空调的仿真模型，根据其数学模型利用simlink模块得出的仿真曲线为船用空调模拟器的设计提供了可靠的依据，实现了船舶空调动态运行工况的实时仿真。     

板式热沉温度均匀性仿真研究

热沉在空间环境模拟设备中用来模拟空间的冷黑环境。对板式热沉流体分布与温度均匀性进行了仿真研究,使用气氮作为工质,研究了壁板间距以及氮气压力、流速对流体分布的影响。采用计算流体力学的方法,对流场进行了数值模拟和分析研究,获得了壁板间距、氮气压力和流速对热沉温度均匀性的影响规律。     

大型空间环境模拟器设备液氮制冷系统杜瓦管的研制

液氮系统是大型空间环境模拟设备中的主要分系统之一，在大型空间模拟器的液氮流程中，采用杜瓦管供液的结构形式，也是近年来国外大型空间模拟器中所采用的主要供液方式，介绍了大型空间环境模拟器液氮制冷系统中杜瓦管的作用、结构、使用情况及特点，并根据现场调试，维护等自身因素限制，设计了一种比较简便实用的测试真空试件，经过现场对杜瓦管的调试验收，使杜瓦管的真空性能得到保证，经历了多项试验，杜瓦管始终处于良好使用状态，方便而可靠地保证了对系统，热沉等分系统的供液。     

低温罩表面结霜过程数值模拟

对低温罩表面结霜过程进行了数值模拟研究。通过能量和质量平衡方程建立了低温罩结霜的物理模型,考虑了霜层厚度增加的传质和传热过程。据此分析了来流空气的温度、相对湿度、速度及冷壁面温度对霜层表面温度和霜层厚度的影响。计算结果表明,来流空气的温度及冷壁面温度对结霜的影响较大,而来流空气的速度和相对湿度对结霜的影响则较小。最后指出了对低温罩在加注低温液体时采取隔热防霜措施的必要性。     

低温气体调节器仿真技术

建立了低温气体调节器动态数学模型及仿真模型.引入汽化比参数,分析了汽化比对低温气体调节器性能的影响.从动态特性研究中得出:改进喷嘴性能,提高雾化程度和汽化比,降低填料高度,对提高控制性能,简化结构至关重要.研究结果为低温气体调节器优化设计和整个气氮系统的控制研究奠定了基础.     

NH3／CO2复叠式制冷系统的仿真与实验研究

运用集总参数法建立了NH3／CO2复叠式制冷系统的稳态仿真数学模型,计算和分析了低温循环冷凝温度对系统COP值和质量流量比的影响;最优冷凝温度随蒸发温度的变化：蒸发温度和冷凝温度对系统COP值的影响,以及不同冷凝蒸发传热温差下系统COP值的变化关系,比较了某工况下仿真结果与实验测试数据,验证了仿真模型正确性,对进一步深入研究NH3／CO2复叠式制冷系统具有一定的指导作用。     

基于MATLAB的氮化铝和铜界面热阻仿真

以低温界面热阻实验研究为基础，以氮化铝（AlN）和无氧铜（Cu）样品为对象，研究了温度和压力对陶瓷（AlN）和金属（Cu）之间的界面热阻的影响。应用最小二乘法和MATLAB软件工具，得到界面热阻和界面温度以及接触压力之间的关系，建立其数学模型和计算机仿真模型，从而可以预测在不同的界面温度和不同接触压力作用下AlN和Cu之间的界面热阻。界面热阻温度范围90-200K，压力变化范围0．273-0．985MPa，仿真结果与实验结果误差小于5％。这对低温与超导、超导材料及其应用技术有重要意义。     

Numerical analysis of cooldown and warmup for the Large Hadron Collider

As the basis of studies, the paper presents the inventory of components and materials for LHC magnets, especially for main dipoles and quadrupoles firstly. Then a mathematical model and analytical method for LHC transient modes, such as cooldown and warmup of a magnet, a standard cell and the eight LHC sectors, has been developed on the basis of the up-to-date layout of the LHC machine, and validated by experimental data. The model and method do not only consider the momentum and continuity equations as well as the energy equations for helium and materials, but also take into account the pressure evolution in the different headers of the cryogenic distribution line and the effect of the pressure drop across the cryogenic valves. Based on the simulation results, the heat transfer in the magnets has been studied and the transient modes optimized.     

镐型截齿温度场数值模拟与试验研究

以镐型截齿及其深冷处理环境为研究对象,基于Solidworks软件建立截齿的三维几何模型,基于ANSYS Fluent软件建立了镐型截齿深冷处理温度场数值模型。完成了某型截齿的温度场数值模拟,为验证该模型的合理性,完成了镐型截齿的深冷处理试验,通过截齿温度场模拟数据与试验数据对比,得出数值模拟温度与试验温度下降趋势一致,且时间相差8 min左右,表明镐型截齿温度场数值模拟具有一定的可行性。     

Study on effect of liquid level on the heat leak into vertical cryogenic vessels

The diminishing of heat leak into cryogenic vessels can prolong the storage time of cryogenic liquid. With the storage of cryogenic liquid reducing, the heat leak decreases, while the actual storage time increases. Compared with the theoretical analysis, the numerical simulation can more accurately calculate the heat transfer and temperature distribution in the vessel with complex structure. In this paper the steady state heat leak into cryogenic vessels with different liquid level height is analyzed using a finite element model. And liquid nitrogen boil-off method was adopted in experiments to validate the result of numerical simulation. Experimental results indicate favorable agreement with numerical simulation by ANSYS software. The effect of liquid level on heat leak into the cryogenic vessel can be considered in calculation of storage time and structure design.     

基于分形论的深冷翅片管气化器结霜数值模拟

利用分形理论DLA模型,建立翅片管气化器深冷表面霜层生长模型,通过控制程序循环次数模拟了深冷表面霜层生长不同阶段。结合实验观测到的深冷表面霜层生长过程,从分形维数和霜层密度两个方面验证数值模拟的合理性。结果表明,结霜初期随着初始霜枝晶上不断长出分枝晶,霜层密度随厚度的增大而减小,且深冷表面上霜层分形维数较一般冷表面分形维数大,说明深冷表面霜的生长更加复杂,充满空间的能力更大。这对进一步理解空温式深冷翅片管气化器表面结霜机理,探索有效除霜方法,提高气化器换热特性有重要意义。     

球铁件三维缩孔预测的实验研究及其在计算机上的实现

以正交实验为基础，从球铁件缩孔形成机制出发，建立了动态体积改变积聚地及结合临界固相率来预测二次缩孔的数学模型，提出了采用了数据结构中广度优先搜索的方法对整个铸件进行遍历，来寻找孤立区的大小及孤立区内各单元的具体位置，实现了对二次缩孔定量，定位的预测。