应用轴对称边界元法分析柴油机活塞顶的温度场

本文从三维热传导的基本微分方程出发,利用格林等式,建立了三维热传导问题的边界积分方程;通过对此问题的边界积分方程及三维调和算子基本解进行处理,得出了轴对称热传导问题的边界积分方程及基本解,然后利用所得基本解及边界元计算公式,对K48E 型柴油机活塞顶温度场进行分析。计算结果同实际柴油机活塞的测量结果和轴对称有限元计算结果颇为一致。实际计算表明,用边界元法分析活塞顶温度场,计算精度高,同实测值相比,误差在2%左右,而且计算前的数据准备工作量仅为有限元的1/5～1/10。     

汽轮机转子暂态温度场及弹塑性应力有限元分析

汽轮机转子暂态温度场及弹塑性直力场的研究是机组寿命管理的重要内容。转子应力计算中的弹性理论已不能适应这一课题的研究、计算。要真实地反映转子的应力应变水平及寿命消耗状况,则必须把问题视为弹塑性范畴来解决。本文利用伽略金方法建立求解热传导问题的基本方程式,并用有限元素法进行求解。在此基础上完成了可用于工程实际计算的FORTRAN程序。     

相变热传导的计算

对相变材料进行相变传热分析，在其实际应用中具有重要的意义。但由于相变过程存在一个移动的边界面，因而相变传热的计算比之单纯热传导更为复杂。本文介绍了一种基于焓法的数值计算方法，它不用考虑相界面的移动，在相变传热的计算（尤其是多维计算）中，具有特殊的优越性。     

内燃机活塞温度场的三维边界元分析及试验研究

边界元法是一种新的正在发展中的数值计算方法,其主要优点是仅需在物体表面离散网格,而且计算精度较高,并可广泛地应用于许多领域。本文从热传导方程出发,介绍了三维环界法的理论和数值计算方法,并在IBMPC/XT 微型计算机上开发了可解工程实际问题的三维边界元程序,同时对国产135系列柴油机活塞进行了分析计算及试验研究,结果表明,边界元法是一种有效的数值计算方法。     

柴油机缸盖瞬变温度场的单纯边界元数值分析

给出了一种二维瞬态热传导问题的单纯边界元算法,它完全在边界上离散数值求解。通过数值算例验证表明,该方法充分体现了边界元法的独特优点。进一步运用该算法对１９５柴油机缸盖鼻梁区在过渡工况下的瞬变温度场进行了分析计算,结果表明本文给出的这种单纯边界元算法能有效地用于动力机械相关受热零部件的热负荷分析,值得进一步扩大其应用范围     

基于Matlab的大体积混凝土温度场差分算法及应用

根据混凝土热传导方程,利用差分算法建立了混凝土内部与边界的差分格式,并利用Matlab的编程和可视化功能,对闸底板大体积混凝土浇筑21 d的温度场进行了仿真计算。通过与实测值对比分析表明,该算法的计算精度可满足工程需要,且可将混凝土温度场分布进行可视化输出。     

气波增压器转子流场数值计算中几个问题的探讨

摘要本文推导了气波增压器转子边界条件方程式的求解方法;提出了动边界及其两侧参数的计算途径;编制了NACS程序,利用特征线法对PWS气波增压器转子的流场进行了数值计算.结果表明,本文提出的求解方法是正确可行的,NACS程序是设计计算气波增压器的有力工具.     

边界点法在传热问题数值分析中的应用

将一种新的数值分析方法-边界点法应用于传热问题的研究，对无内热源稳态热传导问题，通过传统边界元法将边界积分方程离散化，发现可以不直接求解影响系数矩阵，而是通过对偶关系，由域外虚源构造方程组的特解场形成边界已知和未知温度，热流密度的系数矩阵，而且域内温度和热流密度的求解将不依赖于边界未知参数的求解，对于有内热源的问题，可以将非齐次方程的解转换为齐次方程的解和某一确定解的叠加，对于非线性问题，可以通过基尔霍夫变换，将非线性问题转化为线性问题求解，这种边界点方法不但具有边界元法降维的优势，而且不须求解奇异积分，大大节约了计算时间，计算精度极高，以有内热源非线性稳态热传导问题的实例印证了这种方法的高效性。     

边界元法在气冷涡轮叶栅气热耦合计算中的应用

将边界元计算方法应用到三维N-S方程求解程序中,流体部分采用有限差分法求解N-S方程,边界元法求解固体区域热传导方程。开发气热耦合计算程序对NASA-MarkII高压气冷涡轮叶栅热环境进行气热耦合分析。利用边界元法特有的优势(降维、解析与离散相结合的特点),避免了固体区域的网格生成和内部节点求解工作,提高了计算精度。结果表明,耦合计算程序能够高效、准确求解多场的气热耦合问题,计算结果与实验结果吻合的较好,二者平均误差为3%。     

虚拟激励法求解激励随机热传导问题

为更有效地求解激励随机热传导问题,利用有限元技术和虚拟激励法,建立了激励随机热传导问题的数值求解模型,可考虑平稳与非平稳的随机激励。数值算例中的对比分析表明:通过虚拟激励技术,可有效计算真实响应的自/互功率谱密度和响应偏差。此外,对激励随机热传导逆问题进行了初步探讨。     

内燃机活塞温度场二次等参轴对称边界元分析

在推导出轴对称势问题的基本解及边界积分方程的基础上,本文采用二次等参插值函数进行离散,形成轴对称热传导问题的边界元方程,编制了包含三类边界条件在内的轴对称边界元分析程序,最后对195柴油机活塞温度场进行了计算。结果表明,边界元法分析活塞温度场,不仅计算准备工作量比有限元大为减少,而且精度高、计算时间短,尤其采用二次等参元后,其优点更加突出。     

水下航行器动力系统螺旋管式蒸发器建模及动态仿真

基于移动边界法的思想,建立了螺旋管式蒸发器完整的移动边界模型及准稳态模型,编制了变工况动态仿真计算程序。以蒸发器进口水量阶跃变化为输入条件进行仿真计算,得出了蒸发器压力、出口温度、各相区长度等动态特性。计算结果验证了本研究算法的可行性。其中,准稳态法采用更少的变量,利于控制器的设计,数值计算更快。蒸发器存在3个相区时,采用移动边界法计算更为合理准确。     

单井回灌地源热泵地下传热数值模型研究

在空间上将单井回灌系统地下传热问题分为井内与井外两部分,通过有限容积法(FVM)分别建立了井内与井外传热的数值模型。利用该数值模型对单井回灌系统的一些重要参数进行了研究,发现热传导和热对流是单井回灌地热换热器的主要传热方式,凡是影响热传导和热对流的地质参数和系统参数都对换热器的传热性能有明显影响。此外,利用现场测试的数据验证了计算结果的有效性。     

基于Matlab的混凝土平面温度自应力差分解法

针对传统的混凝土温度应力计算方法存在的不足,采用基于Matlab的混凝土平面温度自应力的差分解法,对大体积混凝土平面温度自应力进行仿真计算,即依据混凝土热传导方程及其边界控制条件,在构建混凝土平面温度场求解模型的基础上,考虑温度自应力的计算模型,建立温度自应力的差分计算格式,利用Matlab的编程与可视化功能,对工程实例中的大体积混凝土温度自应力进行仿真计算,并与有限元计算结果进行比较。结果表明,该算法计算结果与有限元计算结果一致,精度可满足工程需要,且可对温度场及温度自应力进行可视化的实时输出,为大体积混凝土施工与仿真计算提供了参考。     

煤粉颗粒群与甲烷混合着火研究

应用零值边界梯度法 ,建立煤粉颗粒群与甲烷混合着火模型。采用该模型对煤粉颗粒群与甲烷混合物在滴管炉中的着火孕育时间实验进行模拟 ,通过与实验结果的对比 ,表明该模型计算得到的结果与实验结果吻合较好。     

叶栅流场计算的新方法

本文介绍了近年来基于广义变分原理和有限元素法发展起来的一种新的数值计算方法——边界元素法。并详细阐述了边界元素法的基本原理,探讨了其数值计算技术。试算表明,边界元素法对涉及场问题的解决具有独特的优点。     

柴油机换气过程缸内压力模拟计算

本文建立了内燃机换气过程缸内压力模拟计算的数学模型。其特点是缸内过程由开口系控制方程控制,进排气管内的过程由特征线法进行计算,进排气管与气缸之间由相应的边界方程相联系。通过实例计算,证明计算结果与实测值能较好地吻合。应用本文提出的方法,可以预测柴油机的换气损失等参数以及结构参数变化对换气过程的影响     

齿轮变速器箱体降噪优化设计

建立某型齿轮变速器箱体三维模型的基础上,采用Hypermesh软件进行网格划分,用直接边界元方法建立了箱体的噪声预测模型。将有限元计算得到的箱体表面振动数据作为振动计算的边界条件,用直接边界元法对噪声声压进行了计算,以边界元计算的结果为基础,对变速器箱体进行了降噪优化设计。     

柴油机换气过程缸内压力模拟计算

本文建立了内燃机换气过程缸内压力模拟计算的数学模型。其特点是缸内过程由开口系控制方程控制,进排气管内的过程由特征线法进行计算,进排气管与抿缸之间由相应的边界方程相联系。通过实例计算,证明计算结果与实测值能较好地吻合。应用本文提出的方法,可以预测柴油机的换气损失等参数以及结构参数变化对换气过程的影响。     

300MW循环流化床锅炉热流密度分布计算

本文采用有限元分析计算方法对宝丽华300MW循环流化床锅炉水冷壁模型的热传导分布规律进行了系列计算。分析总结出了炉外侧的管壁鳍片间的温差同管内工质与管内壁面、床侧与炉内侧金属壁面间换热系数及床内热流密度间的变化规律,为间接测量床内热流密度的分布提供了基础数据。通过测量炉外侧金属壁温并结合数值计算结果来反推无法直接测量的床内热流密度分布规律的方法具有较高的可性度和工程应用价值。