对流换热边界下2D-FGM板稳态温度场精确解

为研究热传导问题的精确解,假设材料的热导率和对流换热系数按相同型指数函数规律分布,基于二维固体导热微分方程,采用分离变量法,给出了2D功能梯度材料(functionally graded material,FGM)板在对流换热边界条件下稳态温度场的精确解,并用有限元法对其结果进行了验证.具体算例分析表明:通过改变热导率梯度变化参数、流体介质温度、对流换热系数和结构几何尺寸可以优化2D-FGM板的温度场分布.所求得的精确解可作为其他关于FGM板温度场分布近似解的参考标准.     

热载荷作用下含裂纹功能梯度板的有限元分析

为深入理解功能梯度材料的热断裂行为,研究了热载荷作用下任意热机械属性功能梯度材料板的裂纹尖端特性.利用解析方法推导了不含裂纹功能梯度板的温度场和热应力场,根据叠加法,把热应力场转化为裂纹表面载荷,采用基于非均匀单元的有限元方法计算分析了稳态热载荷下功能梯度板的裂纹尖端特性,并针对不同材料热机械属性分布形式,考察了热应力...     

用边界元素法求解气冷涡轮叶片的二维稳定温度分布

求解气冷涡轮叶片的温度分布实质上是一个求解多连通域的温度分布问题,而对这一问题的解决用解析方法是难以处理的。本文介绍了用边界元素法解决该问题时的公式及离散化过程。通过计算矩形二维稳态温度分布及无限长圆筒截面中的温度分布,并与有限差分及分析解计算结果进行了比较,最后又利用同一程序对带有两个冷却内孔的气冷涡轮叶片截面内的二维稳态温度场进行了计算。其结果表明,用边界元素法解决此类问题具有计算精度高、运算速度快、占用CPU少、及使用方便之优点。     

基于地面温度影响的多根浅埋人工冻结管稳态温度场半解析解研究

提出基于共形映射、问题拆分、边界离散方法获取描述浅埋多冻结管受地面温度影响下半无限大平面内温度场的半解析解。简化了同类问题的求解难度。半解析解相对于数值解有求解速度快、精度高的优点。避免了基于有限元方法的数值模拟计算方法需重复建模的弊端。该半解析解可以对多根浅埋冻结管周围温度场及反问题进行求解。级数形式的半解析解可为后续研究不同边界条件下温度场奠定基础,同时可以帮助理解半无限大平面内任意位置多孔洞在弹性波影响下的受力情况。     

非均匀温度边界条件下圆环通道横截面内温度场的解析解

对圆环通道的导热问题,利用直接代入法推导得到壁面周向非均匀温度分布条件下圆环通道横截面内温度分布的通用解析解.结合工程实际,以太阳能高温吸热管壁面温度实测分布函数为例,利用上述通用解析解,获得吸热管横截面内温度分布的解析解.利用COMSOL Multiphysics软件开展有限元数值模拟,结果表明该解析解与有限元数值解吻合良好.基于该解析解开展参数研究,分析各参数对温度分布的影响.结果表明:圆环通道内横截面温度随圆心角呈周期性变化,越接近管外壁处,温差越大,越接近管内壁处,温差越小;内外径之比越大,导热效果越明显;温度分布与热流密度呈线性关系,且低导热系数材料有较好的导热效果.     

北京地区某钢-混组合箱梁日照温度场研究

通过对北京地区某钢-混组合箱梁日照温度场的分析,探究组合梁桥的竖向、横向温度梯度曲线时程变化规律.与现行规范中的温度梯度进行对比,得出如下结论:混凝土板沿板厚方向的温差曲线为指数函数;钢箱梁沿竖向的温差曲线为多项式函数;组合梁横向梯度温度按指数函数分布,应考虑其作用效应;钢混组合梁规范中的竖向梯度温度和实际温度场存在一定程度不同,需要进一步改进.     

半圆孔表面耦合动态热应力的复变函数解

分析了半无限弹性平面内一半圆孔表面施加稳态温度场条件下的半圆孔孔边耦事动态热应力分布问题,利用共形映照等复变函数的方法,得到了汉开尔函数表示此问题的解析解。     

复变函数方法在热应力计算中的应用

对于无限弹性平面中二维填充介质椭圆孔,应用转轴方法,分析了稳态温度场条件下其表面的动态热应力分布问题,并得到了此问题的解析解．     

任意梯度分布功能梯度板条平面裂纹分析

提出一种可以分析任意梯度功能梯度材料的分层模型,并采用该模型研究功能梯度板条平面裂纹问题.采用Fourier变换和传递矩阵法将该混合边值问题化为奇异积分方程组,通过数值求解获得应力强度因子.考察了分层模型的有效性,还讨论了材料梯度变化形式、结构几何尺寸和材料梯度参数对裂纹应力强度因子的影响,发现结构几何尺寸、材料梯度变化形式、以及材料梯度参数均对应力强度因子有显著影响.     

微水节能热风阀阀板的模拟分析

运用有限元法对微水节能热风阀阀板在稳态下的温度场进行了传热学分析,并用有限元软件ANSYS计算出了阀板在稳态工作状态下的温度场分布,阀门在完全开启状态时,阀板外圈温度最高,温差最大,易引起阀板外圈变形;阀门在关闭状态时,阀板与耐火材料交界处的最高温度为205℃左右,并且阀板芯温度随着耐火材料的热导率的增大而升高.     

区间参数鼓式制动器简化模型的瞬态温度场数值分析

依据传热学理论和鼓式制动器的结构特点,建立了制动鼓瞬态温度场数值模拟的有限元计算模型。考虑鼓式制动器导热中物理参数和边界条件的有界不确定性,将其参数和边界条件均视为区间变量。在有限元离散和时间差分方法基础上,将区间有限元分析同摄动方法相结合,导出了有界不确定性参数瞬态温度场响应上下界的摄动计算公式,获得了鼓式制动器结构的瞬态温度场响应的范围。计算结果说明了所提出方法的可行性和有效性。     

A general theoretical principle for single-phase convection heat transfer enhancement

The main methods of single-phase convection heat transfer enhancement are analyzed in this paper, and the unity of contradiction between heat transfer enhancement and energy consumption (or exergy destruction) is expounded. The thermodynamic relationship between heat (or exergy) transfer efficiency and energy consumption (or exergy destruction) as well as driving forces is established, and a general theoretical principle for single-phase convection heat transfer enhancement is further obtained. The principle shows that temperature gradient field distribution and velocity field distribution constrain each other, and that the optimum heat transfer efficiency can be obtained when they are synergetic. If the level of the synergy of temperature gradient field distribution with velocity field distribution is determined, the relative uniform temperature gradient is required, and vice versa. The principle also shows the relationship of relative temperature gradient with specific heat and coefficient of heat conductivity. The deduced results can be used as a theoretical guidance for single-phase convection heat transfer enhancement and optimum design of heat exchangers.     

高放废物处置库热问题研究进展

高放废物处置库有最高温度限制,影响处置库最高温度的条件包括处置库布局、处置单元参数、缓冲回填材料和围岩的热参数.以KBS-3处置库为例,讨论了废物罐组成、热功率、罐表面材料热容和热导率,给出了缓冲材料膨润土的热导率变化特点,花岗岩的热物理性质及热演化过程的研究结果.根据KBS-3处置库布局,分别总结了数值法和解析法求解处置库温度场的计算结果,以及结果的不确定性,最后介绍了我国高放废物处置库热问题研究的最新成果.     

平面非规则域内非线性边值问题稳态温度场分析

采用边界离散方法对具有辐射换热边界的平面非规则域内稳态温度场进行了分析,得到了级数形式的解。进一步指出,边界离散方法示中以解决某些可分离变量的非正交问题,而且可以解决某些非生边值问题。     

竖直埋管地热换热器的稳态温度场分析

对竖直埋管在半无限大介质中的稳态传热模型进行了分析讨论。采用虚拟热源法有线性迭加原理给出了其解析解，并绘制了其相应的温度分布曲线图，指出了现行教科书中由于混淆淆绝热边界条件与等温边界条件而得出的关于该问题的错误结论。针对工程实际提出了孔壁中点温度和积分平均温度这两个地热换热器孔壁代表性温度的定义，给出了两者的适用于工程应用的简明计算公式，并对两者进行了比较。基于以上分析，进一步讨论了全年冷热负荷不平衡地热换热器长期性能的影响。     

焦耳内热源温度场求解的分离变量法

在稳恒电场条件下，尤其是当焦耳热分布情况很复杂时，求解含焦耳热源的稳态热传导问题解析解具有一定的困难。通过将电场量引入温度场方程，作适当变换，把含内热源的热传导问题转化为不舍内热源的热传导问题，然后可以采用分离变量法进行求解。此方法使焦耳内热源温度场问题得到简化，并且不论焦耳热源的分布如何，不论何种正交坐标系均可采用。通过实例计算分析，验证了其合理性。     

Analytical solution and experimental verification for pulsed laser heating process with convective boundary condition

Duetothecomplexityandthetransientfeatureoflaserprocessingprocess,realtimequalitycontrolviaexactmodellingandmulti-fieldcouplinganalysisbecomeaNomenclatured,absorptioncoefficient1/m;a,thermaldiffusivitym2/s;Cp,specificheatJ/kgK;r,densitykg/m3;k,thermalconductivityW/mK;I0,laserpeakpowerdensityW/m2;rf,reflectioncoefficient;h,convectivecoefficientW/m2K;Bi,Biotnumber,namelyhkd;s,Laplacevariable;T1,ambienttemperatureK;T0,initialmaterialtemperatureK;Te,materialtemperatureattimetK;m,dynamicviscos…     

新筑冻土路堤温度场的变化过程

采用有限单元法，通过综合考虑各种边界条件及模拟路堤修筑的蓄热作用，对路堤修筑后温度场逐年变化过程进行了计算研究，得到了不同高度路基温度场年稳定变化的年限及逐年变化较大的年限、融土核存在及变化规律，指出浅层土温度分布的非对称性有冬季强、夏季弱的特点，通过最低和最高温度的比较发现，深层土温度变化滞后于表层土及气温约5个月。     

温克勒地基上四边自由矩形薄板角点的影响面

根据叠加原理,推导了温克勒地基上四边自由矩形薄板角点的影响面.文中还对级数解的收敛速度、基础参数及板长对解的影响等进行了讨论.     

双理想弹塑性材料静止界面裂纹尖端场的构造

对于面两侧为具有不同屈服强度的理想弹塑性材料，本文给出在平面应变条件下静止界面裂纹尖端应力场的构造。讨论了同一介质内部以及界面两侧的连续条件。在一定条件下，给出应力单参数渐近场解。应力的分布依赖于材料常数Ｅ１，Ｅ２以及材料参数ｍ（ｍ＝Ｋ１／Ｋ２，为屈服强度比）①．关键词：