基于双向并联流道液冷板的电池热仿真与优化

为了优化电动汽车电池热管理系统，使锂电池模组始终能在合适的温度区间正常工作，提出了一种双向并联流道的液冷板布局结构，采用某方形锂电池为研究对象，对在环境温度40℃下的电池模组进行散热仿真，针对仿真结果进行优化改进，结果表明：改进后的液冷结构具有足够的散热能力，模组的最高温度降低1.285℃,最大温差降低1.2℃.电池模组可以在较为理想的环境下进行散热.改变冷却液入口质量流量与冷却液温度，能够起到不同效果的散热能力，需要根据不同模组情况针对性调整.     

车用空调系统性能仿真与试验研究

利用一维流体仿真分析软件Flowmaster,对车用空调系统进行了额定工况和高温工况的性能仿真与试验对比.首先建立蒸发器和冷凝器的单体试验模型,应用Flowmaster软件中的形状因子优化程序和性能试验数据确定其形状因子;然后建立压缩机和热力膨胀阀的单体试验模型,利用其性能试验曲线和图表确定其相应的单体模型参数;最后把组成系统各部件的单体模型参数调入到整个空调系统进行仿真分析计算.其仿真结果与试验对比具有较高的可信度.通过系统性能仿真和试验相结合的方式,可优化和改进系统设计,缩短研发周期,节约研发成本.     

移动电站散热系统三维流动的数值模拟与优化

应用PRO/E软件建立移动电站散热系统三维模型,运用Fluent对系统内冷却空气流场进行仿真研究.利用散热器、风扇试验数据建立了验证散热系统阻力特性、散热风扇压阻特性以及散热器传热特性等主要特性的模型.结果表明,原散热系统的设计方案存在空气回流等问题,文中对原散热系统的设计进行了优化,结果表明:优化后散热器散热量增大8 kW,散热系统冷却空气出口温度降低约3℃,设计方案能够达到预期的效果.     

基于机电液一体化仿真技术的发射车开盖过程设计与优化

针对某型号发射车实际工作流程,利用ADAMS、AMESim和MATLAB/Simulink软件间的接口技术建立开盖过程机电液一体化仿真模型,对其开盖过程进行了联合仿真分析。采用基于拉丁超立方试验设计方法进行机电液联合仿真模型参数灵敏度分析,对系统关键参数设置、系统性能匹配进行深入研究。通过覆盖全作战使用工况的仿真分析,为开盖油缸设计提供准确的设计输入参数,验证了机械、液压、控制系统匹配性。通过多种使用工况、故障工况的仿真分析,优化了控制策略和控制参数,缩短实车调试周期和研制成本,进一步降低技术风险,提高了产品的可靠性。     

火炮弹药协调器区间不确定参数辨识

火炮弹药协调器是一个复杂的多参数机电液一体化系统,在建立其动力学模型时,某些对系统性能有重要影响的不可测或难以测量的参数,只能通过辨识的方法获得。为了实现弹药协调器的参数辨识,在Simulink中建立弹药协调器的动力学模型与控制模型,并利用区间数描述系统动作过程中的不确定参数;利用区间序关系转换模型,将存在区间不确定参数的辨识问题转换成确定性优化问题进行求解;以协调器支臂角速度曲线的相似度作为优化目标,利用差分进化算法实现了弹药协调器的参数辨识;利用仿真数据确定了此方法的辨识精度满足要求,并利用测试数据对真实系统的参数进行了辨识,验证了此方法的可行性和有效性。     

空间碎片清除轻气炮内弹道参数优化选择

根据空间碎片清除航天器中轻气炮载荷的特殊设计需求,在1 200 m/s目标弹速的设计要求下进行内弹道参数的优化选择。利用内弹道方程选择了最佳气室容积与驱动气体种类。以轻气炮炮身质量和弹丸炮口速度两个优化指标进行气室压强和炮管长度的选择,分别利用质量估算和AMEsim仿真模型建立轻气炮质量方程与弹丸炮口速度方程,并利用权重系数联系两方程建立评价方程,分析了不同的权重系数下的炮管长度和气室压强的选择原则,建立了系统的碎片清除轻气炮内弹道参数选择方法。     

基于遗传算法的导弹发射系统设计参数优化

为了寻找导弹发射系统最佳的设计参数,提高发射精度,提出了一种基于虚拟样机技术和遗传算法联合仿真的多参数优化方法。首先建立了发射系统的动力学模型,根据工程实际设计了优化参数,然后利用ADAMS与MATLAB建立了导弹发射系统的联合仿真模型,最后运用遗传算法编制了优化程序并进行优化计算。优化结果表明,导弹滑离时的初始扰动得到降低,提高了发射精度,证明该联合仿真的优化分析方法是可行的。     

增强型电磁轨道发射器重要参数分析及优化

为研究增强型电磁轨道发射器性能参数的影响并且预测发射器性能,建立了基于脉冲电源仿真模型、磁扩散方程有限元模型和运动学方程的增强型电磁轨道发射器计算模型。分析了轨道参数、电气参数和载荷质量对发射器出口动能和系统效率的影响;同时考虑出口动能和系统效率作为双目标,通过NSGA-Ⅱ优化算法对发射器的重要参数进行优化。结果表明:轨道长度、电容值和载荷质量对性能指标的影响是非单调的。优化模型能够有效求解增强型电磁轨道发射器重要参数的Pareto最优解集,为增强型电磁轨道发射器的优化设计提供理论依据和技术支持。     

基于多种群协同进化免疫多目标优化算法的百叶窗优化研究

为降低空气流通阻力、增加空气流量以及获得最大的防护能力,对装甲车辆进气和排气百叶窗结构优化进行研究。建立装甲车辆进气和排气百叶窗数值计算模型,根据冷却系统工作特点搭建冷却风道半实物仿真模型,对比分析优化前的仿真结果和台架测试结果,并给出了优化目标函数表达式。为解决优化效率低、计算量大的问题,确定设计变量并建立设计变量与目标函数之间关系的椭圆基神经网络替代模型。通过分析目标函数随设计变量的变化规律,采用基于多种群协同进化免疫的多目标优化算法对模型进行优化,确定了最终解。利用自组织神经网络对样本点进行数据挖掘,找到了内在规律。研究结果表明,优化后的进气和排气百叶窗在提高防护能力的同时,提高了散热性能。     

电子组合壳体结构热力综合优化设计

对电子组合壳体散热结构进行了拓扑优化技术研究.在组合壳体重量受限的前提下,采取添加肋片、调整壳体截面尺寸等措施,综合考虑力-热性能,对壳体结构进行拓扑优化.热仿真和力学仿真结果证明,优化后壳体的散热性能和力学性能得到了有效提升.     

单兵空调系统研究

在炎热环境中单兵空调系统可以对士兵的身体进行冷热调节,制造一种微气候环境。通过试验研究的方法,采用强化传热措施及轻质材料来减小微型制冷系统的质量及体积,研制了一种微型蒸汽压缩制冷系统作为单兵空调的冷源,微型制冷系统的制冷量为300 W,质量为2.85 kg,几何尺寸为270 mm×260 mm×120 mm．此微型制冷系统提供的制冷量能够保证一个士兵在40℃环境温度下作战时感觉舒适,不会产生热应激。所研制的微型制冷系统为我国士兵的个体热防护提供了一种轻便、易于携带的装备。     

电传动履带车冷却系统动态传热状态空间模型

热负荷是军用车辆的重要问题,尤其是电传动履带车辆。电传动履带车辆冷却系统设计了3个封闭式循环的水路。根据循环水路中部件的共同点,建立了冷却系统部件动态传热的热容热阻模型,再利用该热容热阻模型,将3个循环水路进行简化,构建了冷却系统动态传热的状态空间模型。对实际冷却系统的动态传热进行循环水降温试验研究表明,该模型可以全面,直观地分析电传动履带车辆冷却系统部件热耦合关系,以及研究稳态工况下热平衡时的冷却系统部件的传热规律,还可以用于冷却系统的故障诊断研究和改良设计。     

冷却系统热流量分配计算与试验对比分析

根据能量守恒原理和多项式拟合的方法对冷却系统内冷却液从发动机水套、中冷器以及机油热交换器中带走的热流量进行了数值仿真计算,并与试验值进行对比,计算结果与试验值符合较好且相对误差小于10%;同时计算得到了发动机不同工况下,冷却液从发动机水套、中冷器带走热流量随发动机转速、负荷的变化关系.     

柴油机气缸盖流固耦合传热分析研究

采用ANSYS Workbench软件中的CFX mesh模块,对柴油机缸盖、缸盖内冷却水道的几何模型进行了网格划分,并对流体和固体的交界面进行了耦合处理,实现了流体和固体之间热量的传递。在ANSYS Workbench软件的CFX模块中采用整场离散、整场求解的方法对耦合系统的有限元模型进行仿真计算,得到了在额定工况下冷却水的流场、缸盖以及耦合面的温度场,并对其热状态进行评价,为进一步进行热应力和热变形计算提供依据。     

基于流固耦合的某速射火炮身管温度场仿真计算

身管液冷技术在陆基防空反导小口径自动炮和舰载中、小口径火炮中被广泛采用,研究身管液冷状态下的温度分布对于火炮发射安全性和武器效能具有重要意义。以某速射火炮为对象,采用热一流一固耦合的研究方法,将传统的温度场计算方法割裂的固体计算区域和流体计算区域祸合在一起,建立了统一的流固传热数学模型。此外,使用计算流体动力学( CFD)计算方法,计算了材料性能与温度相关的身管系统的瞬时温度历程,并讨论了不同速度的冷却水流对身管温度的影响。研究表明：炮身水流外冷却方式对于外壁的冷却效果非常明显,沿径向向内,水流带来的温度降幅逐渐减少;靠近炮管外壁表面的冷却水流薄层温度变化很大;当入口水流超过～定速度时,通过增加流速带来的身管温度场下降很小。     

燃烧器流动换热性能数值模拟

针对燃烧器内壳体壁面在高温燃气作用下产生变形、裂纹、皱曲和局部过热等故障,该文采用FLUENT软件对燃烧器的流动换热特性进行了数值计算,建立了燃烧器流动换热的物理模型,分析了高温燃气的压力、温度及速度分布、燃烧器内壳体内外壁面的温度分布、冷却水侧的温度分布和压力损失,旨在为燃烧器研发、设计及优化提供理论依据。数值计算结果表明,燃烧器喷管流通面积的减小使燃气的流速急剧增大,对燃烧器球形底部形成强烈冲击,导致燃烧器底部传热恶化,冷却效果不好,出现局部高温;冷却通道内冷却水最高温度小于冷却水压力对应的饱和水温度,冷却水不会发生沸腾;冷却水通道的沿程压降主要损失在螺旋通道内。     

An Integrative Technique for Predicting Cooling Performance of Tanks

The cooling process of tanks relates to various physical actions, parts or components and fluids. A predication method is presented to evaluate the effects of cooling system for tanks . A predication model that includes the heat production, heat transfer and fluid flow modules is established. The engine combustion and friction between components act as the primary heat sources. The solid components of power transmission train are partitioned into thermal nodes. The heat conductions among the thermal nodes, coolant, lubricant, powerhouse fresh air, combustion gas and exhaust gas are taken into account. The coolant flow, lubricant flow and powerhouse air flow are also considered. The prediction model is resolved by use of a multilayer iterative technique and an arithmetic of local convergence combined with global convergence for coupled modules. A calculation example shows that the model can implement predication of cooling system under different environment temperatures and running conditions quite better.     

高强化发动机活塞冷却方式仿真

通过建立发动机内部活塞与周围环境的传热模型,应用三维有限元方法,对比分析了不同冷却方式对活塞热状态的影响作用。经过对发动机活塞采用内冷油腔、底喷无油腔、无底喷油雾、高位空心环内冷等4种不同冷却方式的对比计算,表明在高强化发动机上仅采用底喷无油腔、无底喷油雾无法满足活塞的使用要求,必须采用强制内部冷却才能有效大幅度降低活塞高温区域的温度,提高活塞的可靠性。     

烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的气泡动力学模型

为研究烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的声辐射特性,基于传热传质理论,推导了单个Al₂O₃高温粒子与水作用的气泡动力学模型,计算得到了气泡半径和半径增长速度随时间变化的关系曲线,并将气泡半径计算结果与文献结果进行比较。结果表明,随着时间的增加,Al₂O₃高温粒子不断冷却,气泡半径不断增加,但增长速度越来越缓慢,计算结果与文献结果吻合较好。     

坦克装甲车辆冷却性能的集成化预测模型

针对坦克装甲车辆的冷却过程涉及多物理场作用、多个零部件与多种流体参与的特点,基于整体和综合的角度,提出了冷却性能的集成化预测思路。建立了集成化预测模型,发动机燃烧产热和部件摩擦产热作为热源,考虑了基于部件集总质量的热节点与冷却液、润滑油、动力舱空气、发动机进气、燃气、废气之间的传热,冷却液、润滑油和动力舱空气的流动。通过边界耦合与内部参数耦合相结合、局部收敛与整体收敛相结合的算法进行模型的求解。预测实例显示,这种模型可以实现在各种外界环境温度和不同运行工况的坦克装甲车辆冷却性能的集成化预测,具有较好的预测精度。