子午线轮胎稳态温度场的数值模拟分析

根据子午线轮胎的结构特性．建立了轮胎滚动状态下稳态热学分析模型．对205／75R15轮胎进行分析，给出了温度场分布云图和温度分布曲线。计算结果较真实地反映了轮胎的热状况，为优化轮胎结构、改进胶料配方设计提供了可靠的依据。     

季节性冻土路基工程温度场变化的数值模拟研究

本文建立了青藏公路楚玛尔河路段某冻土路基工程的FLAC 3D数值模拟模型,分析了不同季节的阴阳坡效应和路基内部土体的温度变化规律,研究了温室效应对路基内部土体温度分布的影响规律。研究成果表明:(1)春夏秋冬环境条件下,阳坡和阴坡的温差分别为4℃、0℃、3℃和8℃;(2)在同一水平高度,路基内部土体的温差在夏季相差不明显、春秋季节较为明显、冬季最为明显;(3)温室效应会造成路基内部土体温度整体升高,导致路基土体的冻融交界线每10年会提升约0.6m。     

梭式窑温度场影响因素的数值研究

为深入了解梭式窑内温度场分布情况,利用ANSYS软件,采用湍流标准动能一动能耗散率(k-ε)方程,对影响梭式窑温度均匀性的因素用正交试验法进行了有限元数值模拟研究,得出了温度场的分布特征。分析了影响温度不均匀分布的成因。结果表明:烧嘴和排烟口布置方式对梭式窑温度均匀性有重要影响,底烧和窑顶排烟相结合温差小,底烧和顶烧相结合有利于温度场的均匀。在气流减速或倒流的边角、死角区适当设置排烟口,可以引导气流流向,促进气流的循环,使气流在窑内的分布趋于均匀。而烟气喷速在高速情况下,提高速度对温度场的影响不明显,最佳喷速在100m/s左右。数值模拟结果与有关物理模型实验数据符合较好,并互为补充。     

梭式窑温度场影响因素的数值模拟

为深入了解梭式窑内温度场分布情况,利用ANSYS软件,采用湍流标准动能———动能耗散率(K-ε)方程,对影响梭式窑温度均匀性的因素用正交试验法进行了有限元数值模拟研究。得出了温度场的分布特征。分析了影响温度不均匀分布的成因。     

底部局部辐射加热窑炉内温度场数值模拟

提出了底部局部辐射加窑炉内温度场数值分析的控制方程组，分别对平面加热及半圆柱形加热面两种算例进行了数值计算，得了影响烤花烤窑炉内温度场均匀性的主要因素和有加热面发射率，加热面形状，加热面相对位置及窑炉墙体热阻和墙体与外界的换热热阻。     

注塑充模过程中温度场的全三维数值模拟

注塑充填过程中,聚合物温度的变化直接影响到成型过程的各个方面,因此,对注塑流动过程中温度场的准确预测具有重要意义.采用有限元方法对注塑充填过程中温度场的三维数值分析进行了研究.没有采用传统的Hele-Shaw薄壁假设,而是全面考虑了对流项在各个方向的影响,提出了一种全三维的温度场计算的数学模型和数值实现方法.采用Galerkin法对能量方程进行了三维有限元离散,同时,为保证数值计算过程的稳定性,采用上风法来处理对流项和黏性热项.模型可预测非牛顿非等温流体在任意厚度型腔内流动时的温度场.和二维模型相比,它具有更加广泛的适用范围,计算结果也更准确.数值算例证明了给出的模型和算法的可靠性.     

基于材料边界的挤出温度场数值模拟

利用“材料边界”概念,应用传热学、有限元法和有限差分法基本原理,用线性三节点三角形单元数值求解了挤出冷却过程的截面瞬态温度场。将定型模与型材同时进行网格剖分,忽略定型模与型材之间的几何边界,利用物性参数不同而自然形成的物理边界,解决了定型模具与型材之间边界换热系数难以确定的问题,建立了相应的数学模型。通过将同一截面不同时刻的温度场分布与不同截面相同时刻的温度场进行等价,得到了该冷却过程的三维温度场。     

基于FLUENT的天然气水合物温度场数值模拟

分析了天然气水合物注蒸汽开采机理,建立了注蒸汽开采天然气水合物数学物理模型,通过数值模拟,对注汽温度、作用时间两个参数进行研究,获得天然气水合物的温度场变化情况。模拟结果表明:当作用时间和注汽温度两个参数同时增加时,他们是相互促进的关系。作用时间增长有利于热量渗入天然气水合物孔隙和天然气水合物表面;注汽温度增大促进了温度场的扩展。故同时增大作用时间和温度对开采天然气水合物是有利的。     

注塑模典型截面温度场的数值分析

通过二维典型截面简化模具的三维结构，建立了注塑模典型截面温度场的边界积分方程。利用边界元法分别对动模和定模进行传热分析，根据分型面边界相容性条件进行耦合，最终求出型腔表面温度场的数值解。通过实例验证了文中算法的正确性与有效性。     

涡流管内流动与传热数值模拟

引言 涡流管具有结构简单、无运动部件、运行可靠、系统体积超小等特点,在有特殊要求冷却或制热需求的领域,有着极为广泛的应用前景[1].尽管涡流管结构极为简单,但是发生在涡流管内部的能量分离现象则极为复杂,至今仍没有一种精确的理论能够解释其能量分离机制.     

单效热压缩蒸馏海水淡化热力过程数值模拟

建立了单效热压缩蒸馏海水淡化系统的热力学模型。分析了蒸发温度、压缩比和主动蒸汽压力等主要设计参数对系统造水比、单位造水换热面积和单位造水冷却水量的影响。结果表明,降低蒸发温度、减小压缩比和提高主动蒸汽压力将提高系统造水比,而单位产水换热面积将随蒸发温度和压缩比的减小而增加;提高蒸发温度和减小压缩比可以减小单位产水冷却水量;主动蒸汽压力对单位产水面积和冷却水量影响较小。研究成果将对系统优化设计提供有益的参考。     

变截面导流筒换热器入口流场均化性能数值仿真

采用变截面导流筒真实三维实体模型,通过数值模拟的方法,以流体流动均匀性和压降作为综合衡量依据,研究了变截面导流筒装置中关键结构参数的变化对其内部流体流动均匀性和流体流动阻力的影响规律,得出了导流筒的结构参数L,H,θ与壳程进口处流体流动状况的对应关系,证实了在适当范围内调整上述结构参数,不仅可以提高壳程进口处流体流动均匀性,而且可以有效降低壳程流体的压力损失。从导流筒换热器的流体流动均匀性和壳程压降角度出发,推荐L,θ,H的取值范围分别是:L=50~70 mm,θ=7°~12.5°,H=50~100 mm。研究结果为变截面导流筒换热器优化设计提供了参考依据。     

热管散热装置对车用锂离子电池组内温度分布影响数值模拟

电动汽车锂离子电池温度过高会降低电池的放电效率,加速电池寿命的衰减。为了降低电池组温度,设计了热管内插于电池组的散热系统。以电动汽车实际行驶过程中的速度为依据,对不同放电电流下电池组的温度场分布进行了数值计算。结果表明：随着车速的提高,电池的放电电流、产热量急剧增加,当车速达到120 km·h^-1时,放电电流高达143 A,电池放电截止时,电池组温度达到56℃;与自然对流冷却方式相比,热管冷却可以将电池组的平均温度降低4.6℃,电池组温差降低2.2℃;热管冷凝段长度的增长可以有效地降低电池组的温度,热管冷凝段长度为50 mm时,可以基本上满足电池组的散热需求。     

相变材料对车用动力电池组内温度分布影响数值模拟

温度对电动汽车锂离子电池有很重要的影响,电池温度过高时会降低电池的放电效率,加速电池寿命的衰减;冬季环境温度过低会降低电池的充电效率,缩短电动汽车的续航里程。为了使电池温度维持在合适的范围内,设计了动力电池复合相变材料热管理系统。将复合相变材料包裹在电池的外面,研究了相变材料对电池组温度场的影响。研究表明,相变潜热是最重要的物性参数,直接决定着电池组的最高温度。相变材料的热导率越大电池组的温度分布会越均匀。复合相变材料中石墨含量为25%时与纯石蜡相比可将电池组的最高温度降低2℃。在冬季,电池组有相变材料保温时,电池组的平均温度较无相变材料时高8℃。     

组织工程多孔支架微管内流场数值模拟

骨支架内部微管结构对营养液和细胞在其内部的流动有着非常重要的影响。利用流体计算软件Fluent对不同尺寸的人工骨微管结构内部营养液和细胞的流动状况进行了数值模拟,得到了不同几何结构骨支架内部流场的速度和压力分布图。结果表明,从进口到出口,主管道内流体流速随管道的深入不断减小。上端浮克曼管中流体流速比下端浮克曼管中流体流速高,但是比同一高度主管道内流体流速低。哈佛氏管与第一行浮克曼管交叉处下端的哈佛氏管内存在流动缓慢区,第三行浮克曼管与哈佛氏管交叉处开始,流体速度不断增大。随浮克曼管长度的增加,上端哈佛氏管中流体流动的缓慢区减小;随浮克曼管直径的增加,浮克曼管中的流速有所增加,并且各微管中流体的流速更为均匀;随浮克曼管与主管道夹角的增加,骨支架各微管内流体流速更加均匀,利于细胞和营养液在各管道的输运。本数值模拟范围内,最佳骨支架结构参数为浮克曼管长度3mm,直径0.6mm,浮克曼管与主管道夹角90°。     

销钉机筒挤出机内流场的数值模拟

应用FLUENT软件,经过简化及边界处理,分别研究了Φ90普通挤出机和销钉机筒挤出机在不同转速、不同销钉布置、不同反向压差条件下胶料的流动行为。其研究结果可以用来指导销钉机筒挤出机的销钉布置设计及操作参数选取。     

洗涤冷却环内液体冷态流动行为数值模拟

为了研究洗涤冷却环内冷却水流动的情况,借助计算流体力学软件Fluent建立了洗涤冷却环流体冷态流动的数学模型,同时为了验证模型的可靠性,对洗涤冷却环出口处的流动情况进行了实验研究,实验结果与模拟结果基本吻合。结果表明：因为洗涤冷却环的结构限制,其内部存在多处涡旋区域;内室入水口周向位置处的涡旋运动最为剧烈;受其影响,入水口周向位置的射流孔出口平均速度最小,两入水口之间周向位置的射流孔出口平均流速最大;槽缝出口的平均流速在周向上的分布与射流孔出口平均流速分布相同。     

大孔隙率多孔介质内热弥散现象数值模拟

采用Surface Evolver泡沫演化动力学软件构建理想的大孔隙率多孔介质的几何模型：Weaire-Phelan模型。通过对有效热导率的计算,确定了该模型的适用范围。在此基础上优选两组几何参数作为计算依据,流体相分别采用空气和水,固体相为铝T-6201,通过数值模拟,研究了孔径、Darcy速度和流-固热扩散系数比的影响。数值计算结果表明：孔径越小,热弥散效应越强,流体本身的热物性对弥散的影响越明显;横向分量远小于纵向分量。当工质为气体时,横向分量可以忽略不计,最后得到了计算纵向与横向热弥散系数的经验关联式。