薄膜在流延辊上冷却过程温度场的数值模拟研究

为了获得较高表面质量的流延膜片,采用流场仿真手段,对薄膜在流延辊上的冷却过程进行了温度场的数值模拟,并探讨了流延辊直径、螺旋流道导程和流道尺寸对流延膜冷却效率及表面温度均匀性的影响。结果表明,流延膜的冷却效率及表面温度均匀性均随着辊直径的增大先减小再增大;减小流道的宽高比和导程,有助于提高膜片的冷却效率;增大流道的宽高比,减小导程,有助于提高膜片表面的温度均匀性。采用正交试验设计,对辊直径、流道导程、流道尺寸这3个因素进行了响应面分析及结构优化,优化后的温度均值及温度极差值分别较最初值降低了0.082 K和1.639 K。此研究为改善流延膜表面质量提供了理论依据。     

基于CFD坐便器虹吸流道的优化设计

以优化虹吸坐便器的排污效果为目标,对坐便器冲洗过程的流态分布、流体动力学性能进行了研究。建立了虹吸坐便器的三维模型,采用紊流模型SST k-o及VOF法对坐便器内部三维紊流流动进行了数值模拟。仿真结果揭示了坐便器内流场的三维流动状态,得到了坐便器虹吸流道内部流动规律以及虹吸流道形状对流速分布、压强分布和虹吸性能的影响。以仿真结果为依据,对虹吸坐便器流道进行优化,得到了更好的虹吸性能。     

单流道泵内部非定常流动特性

将叶片和蜗室作为一个整体,对单流道泵内部三维非定常流动特性进行研究,经分析提出了单流道泵内部三维非定常势流流动和三维非定常湍流流动的数值模拟方法,分别计算了单流道泵内部的速度场、压力场和叶片表面的压力分布,对进一步研究单流道泵内部流动具有重要意义。在此基础上计算了叶轮所受的径向力及其变化趋势,为提高单流道泵运行稳定性提供了理论依据。此外还计算了扬程、平均水功率和效率,并与试验值作对比。尽管忽略粘性使得势流计算得到的速度场在蜗壳的局部区域出现反方向流动,从而导致叶片压力面压力沿展向波动变化,但其性能曲线与试验值变化趋势一致,粘性计算结果与试验值相比,精度较高。     

大尺寸结构板表面胶粘剂涂覆执行器设计

根据大尺寸结构板表面胶粘剂涂覆需求,设计了涂覆方案,对涂覆执行器内部流道进行了设计,建立了三维模型,并结合仿真分析对流道结构进行了优化,文章设计的涂覆执行器出口流速具有较高的均匀性,可用于结构板表面的自动化胶粘剂涂覆,取代手工工艺,提高生产效率与质量,对结构板制造具有积极意义。     

板式空气预热器数值模拟研究

建立了板式结构的空气预热器换热板片及其流道模型,利用计算流体力学软件对流道内流体的流动和传热进行了数值模拟,对比不同定距柱尺寸对设备性能的影响,分析了流道内的速度场、温度场和压力场,并与试验结果进行了比较,得到模拟分析结果与试验偏差在15%以内,说明该数值模拟研究方法可以作为设计优化的可靠手段。     

空气净化器的流场模拟与模型优化

以硫化氢为目标污染物,运用CFD数值模拟对空气净化器内部气流进行模拟与分析。建立系统内部气流组织的网格模型,对滤网阻力特性进行实验研究与分析,采用Fluent软件对系统内部流场进行仿真,在空气流量340m³/h的工况下,得到不同进出口模型的速度场、压力场与出口污染物浓度。仿真结果：流速与压降均随着进出口尺寸的增大而减小,在Y=150mm截面上气流速度变化最大。与矩形进出口相比较,圆形进出口内部气流较为稳定,出口污染物浓度更低。为了使系统内部气流稳定,减少涡流效应与气流叠加现象,应使进出口尽可能地覆盖风道主体。根据模拟仿真结果,可以对空气净化器结构与净化模块进行合理的优化设计。     

某微通道液冷板的结构设计与优化分析

这里以某雷达T/R组件的液冷散热为研究对象,提出了一种新型两进两出U型微通道液冷冷板设计。在保证计算机模拟参数不变的条件下,利用ICEPAK数值模拟的方法,通过分析比较仿真结果,对原单层支流道的冷板进行结构优化,引入双层微通道支流道设计理念。同时,对这两种总体方案进行试验验证,试验结果与ICEPAK仿真结果基本一致。研究结果表明：双层微通道流道的引入显著改善了冷板的散热性能;综合分析液冷板散热效果和进出口冷却液压差,最终选定双层梯形微通道流道设计方案。     

PS100型固定式消防水炮水力学性能研究

对PS100型固定式消防水炮流道参数进行了理论计算,并采用Fluent软件进行了流场仿真模拟.具体分析了流道对速度场和压力场的影响及能量损耗,得出了流道结构对水炮内流场湍流程度和出口速度的影响规律.仿真结果与理论计算及实验结果基本吻合,验证了水炮流道结构设计的合理性,为进一步优化消防水炮结构提供了相应参考.     

基于CFX的森防超高扬程单级离心泵水力优化仿真

应用Solidworks软件对森防超高扬程单级离心泵内部流道进行建模,利用ANSYS CFX软件对内部流场进行模拟仿真计算,得出内部流场的速度场和压力场分布规律,通过对流场分析,对叶轮进行水力优化。     

基于流场仿真的多路阀流道结构优化设计

采用流体仿真软件对多路换向阀的桥路进行流场仿真,并通过速度场和压力场的对比指出了桥路流道优化方向和优化结果,为液压元件流道结构设计提供了一种工程设计的新途径.     

基于均匀设计方法的热板研究

光刻工艺中对热板表面的温度场均匀性有着极高的要求。在热板设计参数的选择问题上,通过使用均匀实验设计的方法,从均匀分散性的角度出发挑选代表点,并对这些代表点应用ANSYS仿真模拟软件进行分析,得到不同设计参数情况下的热板表面温度场均匀性数据。然后对代表点的仿真结果数据进行回归建模。经过验证,回归模型计算结果与仿真结果有较高的一致性。根据所得到的回归模型,热板设计人员可以方便的了解不同设计参数取值情况下的热板表面温度的均匀性,并更好的做出选择。     

基于Fluent汽油机缸盖冷却性能仿真分析

针对某型号汽油机缸盖的冷却性能进行了流场仿真分析。基于现代反求技术获得汽缸盖精确的3D模型,通过布尔运算获得内部真实流道模型。使用ICEM对其进行网格划分并设置恰当的边界条件,通过Fluent运算最终得到流道的速度流线场、换热系数场和压力分布场。对其进行分析可知该缸盖整体冷却性能正常,但4缸之间冷却效果存在显著差异。进行优化分析后可知总体冷却效果提升显著,但对改善流道速度分布均匀性作用不大,并指出了局部流动死区。     

车载电源DC/DC变换器的热分析

针对电动汽车DC/DC变换器散热效率较低影响内部电子器件工作的稳定性的问题,设计了高效的水冷式散热系统。基于板翅式结构的换热机理,采用遗传优化算法得到了冷却流道的最优结构尺寸。采用计算流体动力学的方法模拟了优化后流道内部的流场和温度场的分布情况。研究表明:实验结果与仿真结果基本一致;在要求的散热范围内,当流道高度为15mm、宽度为24mm时冷却系统的工作性能最佳;流道两端会产生强烈的湍流导致较大的压降;冷却液流量与压降呈指数函数关系,与散热量呈一次函数关系。研究方法对DC/DC冷却系统优化设计具有实际的指导意义。     

船用电缆红外检测及诊断研究

针对船用电缆受高温、高湿、高盐的影响而经常发生局部老化故障的问题,以某型电缆为对象建立了一个三维导热模型,结合实验测量数据利用有限元法对其三维温度场进行仿真,并与实验测量结果进行比较,验证了模型的准确性;在此基础上对电缆发生局部老化故障时的温度场进行了研究。结果显示,电缆绝缘良好时,电缆表面温度场分布均匀,当发生局部老化故障时,电缆表面温差增加;电缆表面最高温度和最低温度出现在老化部分两侧,通过红外热像仪监测其温度场的变化可以快速准确地对电缆老化故障进行诊断。     

某电动车辆动力电池组散热研究

选择以液冷板作为电动车辆动力电池冷却方式的热管理系统为研究对象,采用仿真模拟的方法,应用有限元仿真软件Ansys建立动力电池-液冷换热器耦合模型,对不同截面流道下的液冷板对动力电池组温度分布的影响进行了研究,并以此为基础,提出导热强化方案,对比分析铝片与石墨片两种导热材料对于控制电池组温度与改善电池组温均性的影响.结果 表明:正方形截面流道较圆形截面流道更能有效降低电池组最高温度及流道进出口压差,但同时会增加电池组的温度不均匀性;导热强化方案可有效改善电池组温均性,但在控制电池组最高温度方面作用不明显,并且同等重量下石墨片的导热强化效果高于铝片.     

新型板式热交换器导流区数值模拟研究

建立了不同导流区结构的换热板片及其流道模型,并提出一种新型弧形导流区结构的换热板片及其流道,利用计算流体力学软件对流道内流体的流动和传热进行了数值模拟,分析了流道内的速度场、温度场和压力场。结果表明,新型导流区结构换热板片间的流体分布更均匀,在保持良好的传热性能情况下,压力损失明显降低。     

变齿距电磁作动器温度场仿真与试验

利用ANSYS软件建立了变齿距电磁作动器温度场仿真模型,在考虑线圈电阻率和表面综合散热系数随温度变化的基础上,确立了内部热源和边界条件。运用所建模型,在不同线圈电压下进行稳态热分析,得到作动器的温度场分布,并计算了线圈平均温度。利用电阻法对线圈温度进行了试验测定,利用PT100热电阻对壳体表面温度进行了测量。通过仿真结果和试验数据的对比得出线圈平均温度最大偏差为4.92%,壳体表面温度最大偏差为6.79%,从而验证了仿真模型的有效性。对变齿距电磁作动器的可靠性分析以及进一步的优化设计都具有重要的意义。     

制动器摩擦接触表面温度场分布特性研究与实验验证

通过运用滑动接触理论,考虑摩擦接触表面的变形因素,依据制动器制动规律,建立摩擦接触表面温度场分布模型,研究制动器摩擦副滑动过程中温度场变化规律并进行试验验证。分析结果表明:随着达到最大压力时间的延长,制动摩擦接触表面最高温度呈现下降趋势;制动温度场在轴向和径向上变化趋势较为明显,随着傅里叶数的增加,摩擦接触温度呈现下降趋势;通过试验验证后摩擦接触表面温度场理论计算模型与试验结果在趋势和结果上基本相同。     

基于MEMS惯性传感器的PCB板热仿真分析研究

针对PCB板的热变形会对惯性传感器的输出带来较大的误差这一问题,对PCB板进行了热分析。为了得到单陀螺PCB板的温度场,首先根据传热学和流固耦合建立单陀螺PCB板3D模型;然后对建立的模型进行有限元分步迭代仿真分析得到温度场;最后通过测温实验验证仿真方案的正确性。结果表明:采用分步迭代仿真分析对PCB板进行仿真分析可以得到较为准确的温度场分布。     

基于流场仿真的多路阀流道结构优化

采用流体仿真软件对多路换向阀的桥路进行流场仿真,并通过速度场和压力场的对比,指出了多路阀桥路流道结构的优化方向和优化结果.仿真结果表明,在桥路结构转折处采用圆弧过渡,能够大大减少压力损失、平缓流场,为液压元件流道结构设计提供了一种工程设计的新途径,具有广阔的应用前景.