食品冷藏保温箱温度场模拟与实验验证

目的 研究食品冷藏保温箱在冷食冷藏工况下内部温度场的分布情况,验证保温箱温度的分布以及保温性能是否达到设计要求。方法 采用有限元方法,使用COMSOL Multiphysics构建食品冷藏保温箱热分析模型,按照冷食冷藏的工况进行温度场模拟仿真,再通过实验验证模拟结果的准确性。结果 模拟结果显示,食品冷藏保温箱内部餐盒装满0 ℃食品时,在外界环境温度为46 ℃的高温条件下贮存4 h后,食物温度由上至下递增,食物平均温度为5.55 ℃。实验结果显示,食物平均温度为6.65 ℃,均低于10 ℃。模拟结果与实验结果的平均误差为1.1 ℃。结论 食品冷藏保温箱餐盒内食物温度实验数据与模拟数据变化趋势基本一致,用数值模拟方法分析保温箱温度场可行有效。蓄冷板对提高食品冷藏保温箱保温效果有较大作用,保温性能可满足设计要求。     

蓄冷剂摆放位置对保温箱中温度场的影响

目的探讨蓄冷剂摆放位置不同时,保温箱保温过程中内部温度场的分布情况和变化规律。方法应用有限元法,以ICEMCFD建立保温箱基本模型,并通过改变模型内部蓄冷剂的摆放位置建立侧面摆放(2种)、顶部摆放和边缘摆放共4种摆放方式。将内部空气的对流换热与箱体的热传导过程统一成一个整体,通过Fluent进行热流耦合分析。结果得到了保温箱内部温度场分布一般规律,蓄冷剂摆放位置不同时温度场分布情况有很大差异,其中边缘摆差异性最大,侧摆次之,顶摆温度场分布最均匀。结论针对可利用体积、温度场均匀程度、箱内平均温度来说,顶摆方式无疑是最佳的蓄冷剂摆放位置。     

中厚板轧制变形过程的温度场数值模拟

温度是中厚板轧制生产过程中一项重要的工艺参数。通过分析轧件轧制过程的传热关系,对中厚板的轧制过程进行了一定的简化,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对轧制过程的温度场进行了数值模拟,模拟结果与实际相符,为生产轧制过程和工艺参数优化提供了重要的参考依据。     

内燃机气缸盖瞬态温度场数值模拟

分析了内燃机不稳工况的热负荷及测点在起动,突然加载工况的温度变化规律,进而得出边界条件的变化规律,由此用有限元法对缸盖温度场进行数值模拟,模拟结果与实测基本吻合,该分析方法具有通用性。温度场结果中为计算热负荷提供依据。     

内燃机气缸盖瞬态温度场数值模拟

分析了内燃机不稳工况的热负荷及测点在起动、突然加载工况的温度变化规律,进而得出边界条件的变化规律,由此用有限元法对缸盖温度场进行数值模拟,模拟结果与实测基本吻合．该分析方法具有通用性,温度场结果可为计算热负荷提供依据．     

不同结构尺寸对EPP保温箱保温性能的影响

目的研究传热过程中不同结构尺寸EPP保温箱的保温性能,以及EPP保温箱内相变材料的相变过程及融化时间。方法运用有限元软件构建EPP保温箱热传导模型和相变材料的相变传热模型,将相变材料完全融化所经历的时间作为有效保温时间,并以有效保温时间的长短评价保温箱的保温性能。结果传热过程中,在保温箱内容积、箱体厚度和箱盖厚度均相同的条件下,内外表面积几何平均值越小,保温时间越长,且长宽比值在1.8~2.0之间时,内外表面积的几何平均值最小。结论进行保温箱结构设计时,适当控制长宽比可减小内外表面积的几何平均值,从而有效提高保温箱的保温能力。     

基于Fluent的多温区保温包装箱温度场仿真分析

目的探究多温区保温包装箱在不同条件下保温箱内部温度场及保温效果的影响。方法以冷藏区(0~8℃)、冷冻区(0℃以下)双温区EPP保温箱为研究对象,采用Ansys Fluent工具建立等比模型,通过实测实验保温时间来验证模型的可靠性。选取蓄冷剂摆放位置、箱体材料、外界环境温度等3个因素,分别进行仿真计算分析其对保温箱内部温度的影响。结果通过仿真模拟得出蓄冷剂侧面摆放时内部空气温度场最为均匀,保温效果最好,保温时间相较于最差的边缘摆放冷藏区提高了41.37%,冷冻区提高了51.59%;3种箱体材料中EPU材料的保温箱保温效果最好,保温时间相较于EPP材料,冷藏区提高了36.84%,冷冻区提高了41.24%;随着外界温度由23℃升高到40℃,箱体保温效果冷藏区降低了59.73%,冷冻区降低了55.04%。结论通过计算机仿真方法可对多温区保温箱温度场进行数值模拟,其结果可为多温区箱体实现多温共配提供一定的理论依据。     

区间参数空间结构的瞬态温度场数值分析

针对含有区间参数的空间薄壁圆管结构,基于区间分析理论,给出其在持续热流作用下瞬态温度场问题的区间分析方法。将结构所有物性参数均视为区间变量,建立了空间结构的瞬态热分析有限元模型,对该模型在空间域上利用有限元离散,在时间域上利用差分递推。基于区间扩张理论和Taylor级数展开,利用矩阵摄动方法求解,获得了区间参数结构的瞬态温度场响应的区间范围。通过算例的计算结果与参考文献结果的对比,显示了文中计算模型的合理性和方法的有效性。     

基于打印头温度场模拟的织物打印工艺与性能

根据打印头尺寸和材料的热物性参数建立喷头传热模型,利用Solidworks Simulation插件对一定载荷温度条件下稳态传热进行了有限元分析,得到喷头打印稳态温度场。根据有限元分析结果并结合打印实验分析了基础组织(平纹、2/1右斜、5/3经面缎纹)结构的打印织物对其力学性能的影响。结果表明:小截面织物组织中浮长线越长,聚乳酸(PLA)材料本身性能利用率越高,成型质量佳,5/3经面缎纹织物的力学性能表现优异;交织点越多,结构发挥的效果越佳,平纹织物综合力学性能仅次于缎纹,斜纹织物力学测试性能最差;同时实验观察发现,打印层与层界面瞬态温度和层高对打印织物性能及外观也有影响,指明了存在的问题和进一步研究的方向。     

管材无模成形温度场的数值模拟及分析

采用有限单元法并结合有限元分析软件,对管材无模成形时管材温度场进行数值模拟研究,得到管材无模拉伸变形过程中温度场分布规律,并对影响温度场的因素加以分析,如冷热源间距、冷热源移动速度、加载时间分别对温度场分布的影响,该模拟结果与实验结果相吻合.     

Application of Wavelet Finite Element Method to Simulation of the Temperature Field of Copier Paper

Simulation of the temperature field of copier paper in copier fusing is very important for im-proving the fusing property of reprography.The temperature field of copier paper varies with a high gradient when the copier paper is moving through the fusing rollers.By means of conventional shaft elements,the high gradient temperature variety causes the oscillation of the numerical solution.Based on the Daubechies scaling functions,a kind of wavelet-based element is comstructed for the above prob-lem.The temperature field of the copier paper moving through the fusing rollers is simulated using the two methods.Comparison of the results shows the advantages of the wavelet finite element method,which provides a new method for improving the copier properties.     

Norsette法在45钢淬火过程中温度场有限元分析中的应用

温度场的计算对淬火过程中热应力和热应变的分析有较大影响。对淬火后试件的残余应力和微观结构分析也有较大影响。本文以４５钢圆柱试件为研究对象，采用文献（２）所得到的非线性表面换热系数 ，将Ｎｏｒｓｅｔｔｅ法用于有限单元分析中，计算了淬火过程中的非经恶性循环温度场，有效地避免了在小时间步长下数值解出现震荡的问题，有限单元法数值解与实验结果吻合较好。     

不同热源合成SiC冶炼炉温度场的有限元分析及其计算机模拟

采用有限元法及ANSYS数值模拟软件,对Acheson单热源SiC冶炼炉(传统Acheson炉)和自行发明的多热源碳化硅冶炼炉炉内热量传递过程及温度分布进行研究,得到了炉内热量传递及温度分布模拟图,对比分析了两种炉型炉内热量传递及温度分布规律及其对SiC产率和能耗的影响,多热源SiC冶炼炉与传统Acheson炉相比具有节能、提质、高产和生产安全等特点,而且便于炉体的大型化。     

热塑性复合材料自动铺放过程中温度场研究

自动铺放成型技术可以实现热塑性复合材料逐层"原位固结",在加工制造大型零部件、提高生产率、降低制造成本方面具有巨大的潜力。由于温度历程对复合材料构件成型质量有较大影响,本工作通过ANSYS软件模拟热源随铺放头移动、铺放过程中预浸料不断被铺叠到底层预浸料上,获得复合材料铺层的温度场分布情况。同时构建基于WinCC flexible的温度场在线测量系统,对铺层温度进行在线采集和存储。实验结果表明,在铺放成型过程中,每一层预浸料的温度曲线出现多个峰值,且随着热气温度的升高,每层峰值温度逐渐增加,热气温度越高,铺层间峰值温度差越大,热电偶测量结果与仿真结果相差越小。通过对实验结果中的峰值温度与有限元模拟结果进行对比,证明了有限元仿真模型的正确性。研究结果表明,随着铺放速率的加快,每层峰值温度逐渐降低,为满足成型要求,当热风枪出口处热气温度最高为600℃时,最大铺放速率为1.2m/min。     

真空炉温场测试方法

针对真空炉温场测试的特点进行了分析．推荐了合理的测试方法，并探讨了有关温场测试引用标准中的一些问题。     

基于CEL方法的搅拌摩擦焊6061铝合金温度场研究

目的研究搅拌摩擦焊接过程中焊接件温度场分布规律及工具头旋转速度对焊接件温度升高和温度场分布的影响规律。方法基于耦合欧拉–拉格朗日（CEL）方法,采用Johnson–Cook本构模型、温度相关的热机械物理参数、经典库仑定律和质量缩放技术,建立搅拌摩擦焊三维热力耦合有限元模型,模拟6061铝合金在不同旋转速度下的搅拌摩擦焊接过程,并进行分析比较。通过侧边打孔将热电偶埋入焊件,从而获取工件特定采样点的温度数据,对模拟结果的准确性进行验证。结果 焊缝返回侧的温度高于前进侧,工具头后方温度高于前方;焊接区域的温度随着下扎深度的增加而升高;最高温度出现在下扎结束阶段,而焊接阶段最高温度略有下降并且保持稳定;当转速从500 r/min增大到1 000 r/min时,焊缝中心峰值温度从337.4℃升高到496.5℃。特定测温点的模拟温度与热电偶实测数据吻合较好,最大误差不超过20%。模拟焊缝与实际焊缝宏观相貌吻合良好,特别是焊缝返回侧的飞边。结论 高温区域主要分布在焊缝返回侧的工具头后方;工具头转速控制温度的变化,所有焊接阶段的温度随转速的增大而升高,且高温区域扩大。