基于流固耦合柴油机气缸盖温度场的分析

随着柴油机性能的不断强化,气缸盖的传热与热负荷成为一个非常重要的研究方向。首先利用Pro/E软件建立了柴油机气缸盖的几何模型,并对其进行了必要的简化处理;然后利用Hypermesh8.0对气缸盖进行网格划分,利用流固耦合的方法得到三维热边界条件;最后通过ABAQUS软件对柴油机整个冷却系统进行一维冷却计算分析,得出气缸盖火力面的温度场云图。     

基于流固耦合传热的制动盘瞬态温度场研究

针对通风盘式制动器在制动时空气与制动盘之间的流动与传热耦合问题,建立了空气与制动盘三维流固耦合模型,参照《乘用车制动器性能要求及台架试验方法》设置速度、热流密度等边界条件,利用CFD软件的流固耦合计算功能对建立的耦合模型进行瞬态传热数值计算,得到了耦合系统的温度场。数值计算所得制动盘温度值与制动器惯量实验台测得温度值之间的误差在合理范围内,证明流固耦合数值计算法可以较准确地分析通风盘式制动器制动过程中的温度场,为评价通风式制动盘的风冷性能提供依据。同时提出通风式制动盘通风肋板优化方案,经计算,优化后的制动盘在循环制动工况下最高温度降低了16℃。     

基于热阻网络和流固耦合的永磁力矩电机温度场研究

为研究永磁力矩电机的温度场,考虑电机各部件比热容、导热系数、动力黏度、流体边界条件、对流换热系数的影响,建立永磁力矩电机的热阻网络模型和流固耦合模型,对永磁力矩电机进行瞬态温度场仿真分析。将基于两种模型所得的热计算结果进行对比,并建立样机温升试验平台开展温度试验。试验结果表明,两种模型的温度变化趋势与试验结果接近,偏差在5%以内,由此验证两种模型的精确度与正确性,为永磁力矩电机的温度场研究提供了方法。     

考虑新能源接入与流固耦合的直线电机温度场分析

为解决潜油直线电机流固边界散热系数难以处理的问题,该文结合实际工况,以潜油直线电机为对象,采用流固耦合边界条件求解电机的三维稳态温度场,在此基础上考虑潜油直线电机特殊结构和新能源接入特性,建立了包括电机定子、转子、导油管、单向阀、机壳以及流动原油在内的整体三维模型以及光伏储能出力模型,研究了不同条件下的电机温度分布情况,得到了电机整体温度分布云图,分析了不同条件和光伏、储能出力特性对潜油直线电机的影响,仿真验证了流固耦合模型以及考虑新能源接入特性的合理性和可行性。     

基于流固耦合传热的宽幅铝箔热封辊轴温度场研究与应用

针对热封辊轴在工作过程中空气与辊轴和加热管间的流固耦合问题,在Star CCM+中建立三维参数化仿真模型。根据试验数据设置运行速度、材料、导热系数、进出口界面等边界条件,采用k-ε湍流模型进行稳态传热数值计算,得到耦合系统的温度场。在此基础上,结合加热管分段数和螺距等因素设计了4组改型方案,并进行温度场仿真分析。结果显示：第二组方案的热封辊轴温度两端高中间低,可以部分抵消辊轴整体热胀;实物综合循环试验跟踪记录结果表明该方案满足新机器在实际使用中的要求。     

基于流固耦合传热分析的液压电机泵温度场特征

为获得液压电机泵全域温度场分布特征,分析计算不同负载下电机电磁损耗和液压泵功率损失值,将电机主要部件、液压泵泵芯作为固定体热源,建立了电机泵流固耦合传热仿真模型。结果表明：随着负载的增加,电机泵的整体温度逐渐升高,高温区主要集中在电机定子、转子和泵芯上,其中泵芯的温度相对较低;负载低于6 MPa时,电机泵的最高温位置始终位于定子绕组,负载增加后,逐渐转移至转子导条。采用热电偶测量电机泵样机壳体表面特征点的温度,与仿真结果的最大偏差为9.6%,验证了电机泵流固耦合传热模型及计算方法的有效性。     

流固耦合动态测试的研究

本文对流固耦合动态测试进行了深入地探讨,较好地解决了当前类似实验中较为困难的水下激振、拾振等问题。利用压电晶体片激振和拾振集于一身的特点,对结构进行了多点激振与拾振,一方面避免了测试中单点激振和拾振常出现的部分模态遗漏,另一方面对不同工况下各点间的相位进行测试,以期确定水上和水下同阶模态。本文对悬臂矩形板和循环对称结构进行了测试,结果表明,所设计的实验具有性能稳定、信噪比高、测试频带宽等优点。     

液压支架立柱的流固耦合分析

采用直接耦合法对液压支架立柱的活柱部分进行了静力学的流固耦合分析,并对比了没有流体时立柱的受力状况,直观地显示了流固耦合对立柱的影响。     

流固耦合在涡轮叶片瞬态传热仿真中的应用

为真实模拟超高速转子的工作性能,必须对涡轮叶片进行流体-热-结构耦合分析。将有限元软件中提供的流固耦合仿真技术应用到涡轮叶片瞬态传热计算中,利用ANSYS CFX建立了涡轮叶片与高温燃气的流固耦合传热模型,该模型既包括了固体与固体之间的接触传热,也包括了流体与固体之间的耦合传热。以某涡轮转子为例进行了流-固-热耦合分析仿真计算,获得叶片的瞬态温度场分布和热应力。在此基础上结合整个涡轮叶片的实际工作状况对其模拟结果进行定性分析,验证其分析方法的可行性,为实际涡轮叶片设计优化提供了理论依据,有助于叶片加工工艺方法的改进。     

基于流固耦合的水轮机振动分析

在流固耦合的基础上,对某一混流式转轮进行了振动分析,得出了叶片和转轮在空气中和水中的振型和频率,并比较了流量和离心力对转轮模态的影响.     

Controlling Roll Temperature by Fluid-Solid Coupled Heat Transfer

Currently, when magnesium alloy sheet is rolled, the method of controlling roll temperature is simple and inaccurate. Furthermore, roll temperature has a large influence on the quality of magnesium alloy sheet; therefore, a new model using circular fluid flow control roll temperature has been designed. A fluid heat transfer structure was designed, the heat transfer process model of the fluid heating roll was simplified, and the finite difference method was used to calculate the heat transfer process. Fluent software was used to simulate the fluid-solid coupling heat transfer, and both the trend and regularity of the temperature field in the heat transfer process were identified. The results show that the heating efficiency was much higher than traditional heating methods (when the fluid heat of the roll and temperature distribution of the roll surface was more uniform). Moreover, there was a bigger temperature difference between the input and the output, and after using reverse flow the temperature difference decreased. The axial and circumferential temperature distributions along the sheet were uniform. Both theoretical calculation results and numerical simulation results of the heat transfer between fluid and roll were compared. The error was 1.8%–12.3%, showing that the theoretical model can both forecast and regulate the temperature of the roll (for magnesium alloy sheets) in the rolling process.     

Controlling Roll Temperature by Fluid-Solid Coupled Heat Transfer

Currently, when magnesium alloy sheet is rolled, the method of controlling roll temperature is simple and inaccurate. Furthermore, roll temperature has a large influence on the quality of magnesium alloy sheet; therefore, a new model using circular fluid flow control roll temperature has been designed. A fluid heat transfer structure was designed, the heat transfer process model of the fluid heating roll was simplified, and the finite di erence method was used to cal?culate the heat transfer process. Fluent software was used to simulate the fluid?solid coupling heat transfer, and both the trend and regularity of the temperature field in the heat transfer process were identified. The results show that the heating e ciency was much higher than traditional heating methods(when the fluid heat of the roll and tempera?ture distribution of the roll surface was more uniform). Moreover, there was a bigger temperature di erence between the input and the output, and after using reverse flow the temperature di erence decreased. The axial and circum?ferential temperature distributions along the sheet were uniform. Both theoretical calculation results and numerical simulation results of the heat transfer between fluid and roll were compared. The error was 1.8%–12.3%, showing that the theoretical model can both forecast and regulate the temperature of the roll(for magnesium alloy sheets) in the rolling process.     

基于耦合传热的涡轮增压器涡轮箱有限元分析

基于涡轮增压器涡轮箱传热机理,采用专业CFD软件和FEM软件分别建立了涡轮箱流体区域和固体区域网格仿真模型。在流体域建立多重旋转坐标系,精确计算出涡轮箱流场、壁面传热系数及温度。应用流固耦合的仿真方法对涡轮箱进行耦合传热分析,得到涡轮箱固体域的温度场并对其进行热应力分析。与实验结果对比发现,仿真模型的温度场符合实际涡轮箱温度分布,最大误差仅为3.3%。该涡轮箱耦合传热模型具有较高的精度,为涡轮增压器的设计优化提供了依据。     

换热边界下梯度功能材料板稳态温度场研究

用有限元法分析了由ZrO2和Ti-6Al—4V组成的梯度功能材料板在对流换热边界条件下的稳态温度场问题，检验了方法的正确性，给出了对流换热边界下的稳态温度场分布。结果表明：材料组分的分布形状系数M、孔隙度P、对流换热系数和环境介质温度的变化对梯度功能材料板的稳态温度场分布均有明显的影响。此结果为材料设计和进一步的热应力分析提供了准确的计算依据。     

有限差分法在轧辊温度场计算中的应用

对轧辊和轧件的接触区及非接触区对流换热系数进行等效处理,采用有限差分法计算工作辊的温度场,并对冷却水对轧辊热凸度的影响进行分析.     

微型换热器瞬态传热分析

以用于芯片冷却的微型换热器为研究对象,建立三维仿真模型,分析其在热负荷按指数型和周期型变化情况下的瞬态传热.根据获得的换热器温度场、温度梯度和热应力分布,比较了纯铜和氮化硅复合物两种材质对换热器的散热性能,结果表明:铜优良的导热性能使得铜换热器在稳态工况下散热性能优于复合材质换热器,但瞬态分析显示,氮氧化硅复合物在结构...     

大棒材轧制过程温度场的数值模拟分析

应用有限差分法建立大棒材热轧过程的温度模型.对轧制、高压水除鳞和空冷等过程进行模拟计算,得到轧件头尾的表面与内部温度分布规律.用此程序模拟计算某钢厂大棒材生产过程中的温度场,其计算值与实测值吻合较好.在此基础上分析了大棒材热轧过程中温度的变化规律.     

高弹性联轴器橡胶弹性元件传热与温度场的仿真分析

利用ABAQUS有限元分析软件对LS2110型高弹性联轴器橡胶弹性元件在不同工况下生热、传热进行了研究,形成了相应的研究方法。通过该方法得到的计算结果与通过振动试验所得的试验值有较好的一致性,误差最多不超过10%,表明基于此方法所得的温度场能较好地反映橡胶弹性元件工作时的实际情况,且具有较高的精度,通过该方法可较好的辅助高弹性联轴器的结构优化与选型。