CSP层流冷却温降过程的数值模拟

研究了CSP层流冷却过程中传热情况,建立了传热过程的二维非稳态数学模型.通过对冷却过程中轧件在各冷却区的换热边界条件的研究,确定了轧件在各冷却区的换热系数模型,计算出轧件在层流冷却过程中温度变化和温度场分布.模拟计算结果与包钢CSP现场实测数据比较吻合.     

树脂浇注干式变压器三维温度场仿真计算

为便于诊断干式变压器的故障,对干式变压器进行热点分析.根据干式变压器实际结构建立了三维对称热传导模型,并基于多物理场有限元软件平台Comsol Multiphysics对干式变压器开展温度场仿真计算,计算得出温度场分布云图以及铁芯、绕组温升曲线.通过比对实际数据和仿真分析结果,从而确定温度分布及最热点温度位置在低压绕组距底部2/3处,可为该类干式变压器的在线诊断及结构优化设计提供理论依据.     

PE燃气管热熔焊接头温度场有限元分析

采用牛顿冷却公式计算PE管内外对流换热系数,在准确的边界条件下建立热熔焊接头的二维轴对称模型,用有限元软件ANSYS对模型进行瞬态热力学仿真,得到焊接过程中温度随时间和位置变化的分布情况.用M7500红外摄像仪对PE管外表面沿轴向的温度分布进行了测量,结果表明仿真与实测结果吻合.最后对接头温度场进行分析,为降温速率对接头质量的影响提供一定的理论依据.     

油浸式变压器油流速与温度场关联性建模

变压器瓦斯继电器油流速的大小直接决定瓦斯保护是否动作,从油流速的角度分析瓦斯保护具有重要意义。依据变压器运行时的产热、散热机理,基于ANSYS仿真软件和有限元数值计算方法,建立变压器三维暂态温度场模型,计算出变压器内部稳态和故障时的温度场分布,定量反映故障前后变压器内部温度的变化情况,在此基础上,推导出油膨胀和油裂解产气对油流速的影响,建立变压器油流速与暂态温度场关联性数学模型。以某油浸式变压器为对象进行三维温度场仿真分析,分析油流速对变压器温度场的影响,仿真结果验证了模型的正确性,为变压器气体继电器设置整定值提供良好的参考。     

钢板轧后冷却过程温度场仿真

建立钢板的温度场模型是钢板轧后冷却过程控制与优化的基础.为此,简述了钢板轧后冷却过程模型研究的情况,基于有限元方法建立了钢板轧后冷却过程的温度场模型,并进行了仿真研究.在ANSYS软件环境下,通过对工件几何、单元类型、材料属性与边界条件等定义,对钢板轧后冷却过程瞬态温度场模型进行了仿真求解,得到了钢板的温降曲线及瞬态温度场分布,所模拟出的温度场对合理制定冷却制度和冷却工艺具有实际指导意义.     

基于一体化模型软件的汽轮机转子热应力在线计算模型

由能量平衡法导出了汽轮机转子二维温度场及热应力在线计算公式。在一体化模型软件的仿真系统支撑下,结合工程模块化的建模思想,建立了汽轮机转子二维温度场及热应力在线计算模型。通过仿真试验与同条件下的有限元结果作了对比,结果表明:所建模型计算精度高,计算速度快。模型模块化的结构设计,方便了不同型号汽轮机转子几何尺寸的修改,且网格划分灵活,同时该模型还可用于其他具有类似边界条件轴对称体结构的热状态分析。     

匝间绝缘对变压器绕组温升及热点影响的仿真分析

针对变压器绕组温升及热点分析中往往忽略匝间绝缘的问题,利用Gambit建立了一组油浸式电力变压器低压绕组二维轴对称模型,模型考虑了绕组的匝间绝缘。在网格独立性验证的基础上,基于流体力学仿真软件Fluent仿真分析了该绕组的流体场和温度场分布,研究了匝间绝缘对温度分布的影响,同时分析了热源形式和入口速度的影响,分析模型及结果可供变压器设计人员和研究人员参考。     

2.1MW水冷双馈风力发电机的设计研究

本文主要针对2.1MW水冷双馈风力发电机进行设计与试验分析,通过建立发电机电磁场二维有限元计算模型进行多物理场耦合仿真,给出空载、双馈运行模式下的电磁场分布,三相突然短路、两相突然短路的电流、转矩突变趋势,并且采用路算与有限元方法对发电机稳态温度场进行计算.同时,文中对生产的样机试验数据与计算结果进行对比分析,为大容量水冷双馈风力发电机的设计改进提供设计与实用参考.     

铝热连轧温度场模拟在Marc中的实现

通过Gleeble-1500热模拟机等温压缩试验研究了1235铝合金流变本构模型．在此基础上,建立铝板带热轧二维MSC．Marc有限元模型,对热连轧过程温度场进行了模拟仿真,并分析了热连轧过程中的温度场变化规律．     

基于流固耦合分析的干式变压器温度场数值分析

壁面空气对流换热分析是影响环氧浇注干式变压器温度场数值模拟准确与否的主要因素。为了模拟对流换热过程,摆脱气道参数对变压器温升计算结果的影响,从空气质量、动量、能量守恒方程出发,建立干式变压器流固耦合场数值模型,采用有限差分法对温度场进行了计算,并与实验结果进行了比较,模拟结果与实验吻合较好。考虑空气流场的流固耦合模型能准确分析干式变压器工作中的温升问题,可分析变压器内部温度分布规律及影响温度分布的因素,指导变压器优化设计。     

氦冷驱动电机转子端部温度场仿真

主氦风机驱动电机是高温气冷堆一回路中唯一的动力设备,其依靠氦气进行通风冷却.氦气在0~3 000℃、0.1~10 MPa时非常接近理想气体,其定压比热容和绝热指数几乎为常数.为了研究氦气的冷却性能,以驱动电机转子端部为研究对象,建立电机端部三维物理模型;根据氦气的物理特性,计算端部的通风损耗;并基于流体力学和工程热力学原理,采用流固耦合法对转子端部温度场进行数值计算.得出靠近氦气入口端转子端部温度场分布结果,计算的结果表明,氦气在冷却方面有优势,其通风损耗小,冷却效果好,安全性高,可为以后相关的氦气冷却设计提供依据.     

自然通风湿式冷却塔传热传质的三维数值分析

基于CFD软件Fluent和传热传质理论,建立了自然通风逆流湿式冷却塔空气三维运动控制方程、液相冷却水运动控制方程以及气水两相间传热传质的理论模型.采用标准k-ε湍流模型进行应力封闭,对塔内传热传质过程进行了三维数值计算.计算分析了塔内外空气的速度场、温度场和含湿量场,给出了塔内冷却水温度分布场,指出塔内雨区外侧部分区域空气和冷却水温度均低于环境干球温度,并指出进风口上沿存在纵向漩涡影响气水两相间的局部传热传质强度.计算了塔内各区冷却水蒸发量,给出塔内不同高度处淋水密度的径向分布曲线和塔内传热传质区的气水比分布场,指出传热传质主要发生在填料区.     

层冷控制模型在中宽带轧制中的应用

介绍了层冷过程控制模型及其冷却模式、冷却方式和模型自学习策略,将层流冷却控制模型应用于国内某厂中宽带轧后冷却过程.采用现场Q235A、4.5mm热轧中宽带生产数据,分析了带钢在输出辊道上集管组温降及现场应用效果,结果表明,该层流冷却控制模型现场应用效果良好.     

变压器三维电场分析方法探讨

阐述了用ANSYS分析变压器三维电场时存在的问题和缺陷，通过简化变压器模型可较好的解决这一问题．利用INVENTOR建立变压器模型，并介绍了INVENTOR所建模型导入ANSYS的方法．采用强加零边界法和无限单元法分别对高压变压器的三维电场进行了分析和计算，分析对比了两种不同方法的计算结果，并给出变压器的电位和场强分布．计算结果与理论分析的结论相一致，证实了所述分析方法的合理性．     

三维地铁隧道土壤温度预测模型

为了合理预测土壤温度变化,确定地铁环控系统冷热负荷,在考虑气固耦合传热、地下水渗流以及双洞温度场叠加等因素的基础上,提出了三维地铁隧道土壤温度预测模型.利用有限差分法对该模型进行数值离散,并采用Fortran语言编写求解程序.为了使网格划分方便,计算域采用适体坐标系、地下水运动方程以及传热方程在两套网格上进行离散差分,从而避开了适体坐标中插值的困难.利用建立的数值模型对假定条件下地铁土壤温度进行求解,分析了各种因素对土壤温度分布以及土壤吸热量变化的影响.实验结果表明,地下水热迁移以及双洞叠加效应对土壤温度均有较大影响,在地铁环控设计中应该考虑土壤蓄热作用.     

基于ANSYS的气体介质电火花表面强化温度场分析

通过选取合适的热源模型、热边界条件,建立了气体介质中电火花表面强化加工的热传导模型;分析其温度场特点,建立了气体介质中电火花表面强化的二维温度场模型;并利用ANSYS有限元分析软件对气体介质中电火花表面强化的温度场进行了有限元数值模拟,分析了工件电极在不同时间、不同位置的温度场分布和变化规律,以及电火花加工时的电流参数对温度场的影响。结果表明:电火花表面强化层的放电凹坑主要是热量在材料中不同方向的热传导存在差异引起的,且具有快速加热和冷却的特点;在相同的加工速度下,节点的温度随着电流的升高而增大。     

变压器三维电场分析方法探讨

阐述了用ANSYS分析变压器三维电场时存在的问题和缺陷，通过简化变压器模型可较好的解决这一问题. 利用INVENTOR建立变压器模型，并介绍了INVENTOR所建模型导入ANSYS的方法. 采用强加零边界法和无限单元法分别对高压变压器的三维电场进行了分析和计算，分析对比了两种不同方法的计算结果，并给出变压器的电位和场强分布. 计算结果与理论分析的结论相一致，证实了所述分析方法的合理性.     

Heat-transfer model on the improvement of continuous casting slab temperature

A heat transfer model on the solidification process has been established on the basis of the technical conditions of the slab caster in No.3 steel works of Wuhan Iron & Steel Corporation, and the temperature field in the solidifying slab was calculated which was verified by the measured slab surface temperature. The influences of the main operating factors including casting speed, spray cooling patterns, superheat of melt and slab size on the solidification process were analyzed and the means of enhancing the slab temperature was brought forward. Raising the casting speed to 1.3 m/min, controlling the flowrate of secondary cooling water and improving the cooling pattern at the lower segments of secondary cooling zone could improve the slab temperature effectively. And the increasing the superheat is adverse to the production of high temperature slab.     

Predicting the dynamic behavior of asphalt concrete using three-dimensional discrete element method

A user-defined three-dimensional(3D)discrete element model was presented to predict the dynamic modulus and phase angle of asphalt concrete(AC).The 3D discrete element method(DEM)model of AC was constructed employing a user-defined computer program developed using the "Fish" language in PFC3D.Important microstructural features of AC were modeled,including aggregate gradation,air voids and mastic.The irregular shape of aggregate particle was modeled using a clump of spheres.The developed model was validated through comparing with experimental measurements and then used to simulate the cyclic uniaxial compression test,based on which the dynamic modulus and phase angle were calculated from the output stress-strain relationship.The effects of air void content,aggregate stiffness and volumetric fraction on AC modulus were further investigated.The experimental results show that the 3D DEM model is able to accurately predict both dynamic modulus and phase angle of AC across a range of temperature and loading frequencies.The user-defined 3D model also demonstrated significant improvement over the general existing two-dimensional models.