地板辐射采暖地表温度分布特性的模拟研究

建立了地板辐射采暖的数学模型,并在此基础上,利用SIMPLER计算程序对其进行了数值模拟,得出了地板辐射加热面不同位置处地板表面的温度分布规律,预测了地板辐射采暖系统供回水温差对地板表面温度大小和温度分布均匀性的影响.研究结果对地板辐射采暖系统的推广应用具有一定的理论指导意义.     

高压储氢气瓶的长径比和进气口直径对其快充温升及温度分布的影响

在储氢气瓶快充引起温升的理论基础上,考虑到真实气体充气的复杂性,基于真实气体的k-ε湍流模型,建立高压储氢气瓶快速充气温度变化的高精度数值计算模型。用计算流体力学软件Fluent13.0模拟35MPa,120L纤维缠绕铝内胆复合气瓶快速充气情况。为了研究气瓶的长径比和进气口直径对温升和温度分布的影响,分别对长径比为3.6、2.0,进气口直径为16mm、40mm、64mm的气瓶的充气情况进行模拟。数值模拟的结果表明在相同的充气条件下,长径比越小气瓶内最高充气温度越低,瓶内的温度分布也相对越均匀;进气口直径越小瓶内最高充气温度的升幅越小。     

高发热率管状电热元件壁温的确定——一种基于外壁温实测值的数值计算方法

本文提出一种高发热率管状电热元件壁温的数值分析方法。利用外壁温的实测结果,导出了管壁所有位置的温度数值。计算用实验做了验证。与Walter给出的近似解比较,数值解能更准地确定管状电热元件的壁温。据此编制的温度计算程序已交设计部门使用。     

70 MPa储氢气瓶快速充氢温度效应的影响因素分析

车载储氢容器在快速充气过程中会产生显著的温度效应,对复合材料气瓶基体强度、疲劳性能以及有效供氢量具有很大的影响.以氢气为介质,从理论和试验两方面进行了70 Mpa储氢气瓶快速充气的温度效应影响因素研究,以控制充气温度不超过85℃的气瓶工作温度上限.通过简化的理论模型分析得出了充气温度效应的决定因素和影响因素,分析结果在...     

卧式液氢贮罐内温度分层数值模拟

实验采用CFD技术,通过对静置卧式液氢贮罐内部物理场数值模拟,揭示了卧式贮罐内部温度场、速度场的分布规律以及气枕压力变化情况,分析了液氢温度分层形成的过程及原因。研究表明,卧式贮罐内液氢区域的传热方式为自然对流,自然对流边界层覆盖整个与液氢接触的贮罐壁面。在贮罐竖直方向上存在温度分层,液氢温度分布近似于高斯概率曲线。贮罐内部流动是一个不稳定状态,涡旋的位置也在不断变化。静置卧式液氢贮罐自生增压现象较为明显,压力增长曲线为非线性。     

六边形蜂窝芯异面类静态压缩力学行为的仿真分析

目的研究六边形蜂窝芯材异面类静态压缩载荷的数值模拟方法及相关力学行为。方法基于蜂窝单元阵列的方法,构筑了单双壁厚六边形蜂窝芯材异面类静态压缩有限元数值计算模型和分析方法。结果借助于该模拟方法,分析计算了不同结构参数条件下单双壁厚六边形蜂窝芯材的异面变形模式、变形曲线和类静态峰应力值,并绘制了相应的图、压缩力位移曲线和数据表格。结论将计算结果与现有的实验和理论计算结果作对比分析可知,计算结果与已有结果吻合较好,证明了所提出的有限元分析方法的可靠性。     

电热复合管内壁面温度和热流密度的确定

基于热传导理论和电热双金属复合管工作特点,提出一种确定此类传热元件壁温的数值分析方法。计算依据是外壁温度t_3和电流I测量值。论述了电热复合管壁温和发热率的固有特点,以及t_s、I测量偏差和内壁温度t_1计算偏差之间的数值联系。本文方法已成功地用于国内首批烃类燃料结焦实验数据处理。     

高温炮孔中乳化炸药升温规律分析?

为了获得高温炮孔中防护前后的乳化炸药内部温度变化规律,采用热电偶测温技术对乳化炸药内部不同位置的温度变化曲线进行测量。结果表明:防护下乳化炸药最高温度不超过水浴温度,其内部不同位置的温度变化曲线可通过指数函数进行较好的描述,最外层的温度变化曲线与水的温度变化曲线变化规律基本一致,而内部温度相对较低,说明乳化炸药的外层受到环境温度影响较大,而油包水结构与硝酸铵溶液吸热作用导致内部升温速率相对较慢,因此有利于防护后的乳化炸药在高温火区中得到应用。     

基于计算流体力学的工业超音速喷管型面优化

为了评估2种不同型面工业喷管出口位置气流参数的差异性,采用计算流体力学数值分析方法,对2种不同型面的工业喷管进行多种工况条件下的数值模拟。计算结果表明:2种喷管在相同的入口工况参数条件下,曲线型喷管与直线型喷管相比,出口位置各项气流参数的均匀性均具有明显的优势。2种喷管在多种工况条件下,曲线型喷管出口位置气流的平均静温、平均静压、平均总压与直线型喷管出口位置对应的气流参数相比,最高分别增加了0.8%、2.25%、3.43%。采用根据超音速特征线理论设计出的曲线型喷管作为工业常用喷管可减小喷管内部机械能损失、优化喷管出口流场品质,提高工业生产工艺技术的效率和精确性。     

回转窑内气体和物料温度分布的研究

为进一步探索回转窑的优化设计及经济运行情况,在已有的回转窑传热研究的基础上,将其内部的传质过程与对流、辐射、传导3种热交换方式相结合,建立了计算回转窑温度分布的综合数学模型,预测了窑内烟气、物料及窑内壁的温度分布,并对某厂回转窑进行数值计算.结果表明:在距窑头约14m处,气体温度达到最高值,约为1760℃,物料温度约为1465℃,随后气体和物料温度沿窑长逐渐下降,到达窑尾处时分别降至约1028℃和856℃.计算结果与实际运行结果吻合较好,说明该模拟方法具有一定适用性.     

外部空间与初始温度对氢气与空气混合气体爆炸过程的影响

为了研究容器形状和初始温度对氢气与空气预混气体爆炸过程的影响,分别采用20 L球形容器和20 L圆柱形容器对氢气与空气混合气体的爆炸过程进行了研究。首先,通过壁面压力传感器获取了两种容器内的最大爆炸压力,并采用高速摄影装置拍摄了球形容器内部爆炸火球的发展变化过程。其次,利用计算流体力学方法对氢气爆炸过程进行了数值模拟,获取了三维爆炸压力场、火焰温度场等爆炸参数,对比分析了容器内不同位置处的压力曲线,并探讨了初始温度对氢气爆炸压力的影响。实验结果表明:在常温下,最大爆炸压力出现在氢气体积分数为30.0%的条件下,略高于理论当量浓度。数值模拟结果表明:两种容器内,火焰传播初期均呈球面往外发展;容器内上壁面的压力均低于右壁面的压力;由于壁面不规则的反射作用,圆柱形容器第1个压力峰值后的压力振荡周期不同步;在体系初始压力不变的情况下,初始温度提高20%,容器内部总的物质的量减少,最大爆炸压力下降15%。     

侧壁式压水室离心泵小流量非稳态旋转失速特性

用数值计算方法研究具有特殊结构的侧壁式压水室离心泵,分析小流量工况时模型泵的非稳态旋转失速特性,用快速傅里叶变换(FFT)获得压力脉动信号的频谱特征。结果表明,小流量工况时模型泵的扬程曲线呈驼峰状,压水室不同位置处压力分布不均;受叶轮旋转产生的非稳态作用影响,叶轮不同叶片流道内流动结构差异较大。不同流量下,叶轮内部分离涡结构诱发的激励频率各异,0.4ФN工况时模型泵压力脉动频谱图出现0.5fR及高次谐波频率,压力脉动最大幅值出现于4fR频率处;0.2ФN流量时非定常流动结构会诱发0.18fR及高次谐波频率;0.05ФN流量时压力脉动频谱图同时出现0.1fR、0.28fR两种激励频率。旋转失速现象出现时,频谱图中叶频处压力脉动幅值不再起主导作用。     

铝内胆碳纤维全缠绕气瓶铺层设计

铝内胆碳纤维全缠绕气瓶的铺层设计主要基于网格理论,但该方法仅能得出满足爆破强度的参数,不能满足对铝内胆疲劳性能的要求,因而难以适应气瓶产品的设计需要.将网格理论与铝合金S-N曲线结合,提出一种基于铝合金疲劳寿命设计纤维缠绕层厚度的新方法.依据该方法给出的缠绕层厚度构建有限元模型,通过数值模拟确定合理的自紧力,计算不同载荷下的气瓶应力分布,根据爆破试验数据,利用有限元模型预测气瓶的爆破强度、失效位置及失效形式.结果 表明:该设计方法可便捷地得出满足性能要求的气瓶缠绕层厚度;自紧力合理值可根据设计预期通过有限元分析得出;疲劳载荷下的缠绕层应力设计值与模拟值,偏差在允许范围内;运用该方法设计的气瓶能够同时满足疲劳和爆破性能指标,且失效位置、纤维应力比也符合标准规定.     

水蒸气超音速流动非平衡凝结相变研究

引入水蒸气真实气体物性,综合考虑相变、相间滑移对水蒸气超音速流场产生的影响,建立了数值模型。通过与Moore实验数据对比验证了所建数值模型的正确性,比较分析了不同模型的计算结果。随后对喷管内水蒸气的超音速流动进行了数值模拟,捕捉到了凝结激波现象,分析了凝结激波对流场参数分布产生的影响。并对喷管内不同进口温度条件下水蒸气的超音速流动进行了计算,结果发现,不同进口温度对水蒸气非平衡凝结发生时的凝结点位置和凝结点处的过冷度有重要的影响:进口温度越高,自发凝结发生位置越靠近喷管出口位置。     

无缝气瓶热旋压收口成形工艺数值模拟研究

本文采用有限元分析软件ABAQUS对无缝气瓶热旋压收口成形工艺进行模拟研究,分析了不同工艺参数对气瓶热旋压成形的影响。模拟结果表明,无缝气瓶热旋压收口成形过程中,随着旋压温度的升高和进给比的增加,起旋点处最小壁厚减薄,瓶肩最大壁厚处壁厚增加;随着旋压温度的升高,最大等效应力不断减小,最大等效应变不断增加;随着进给比增加最大等效应力应变都略有增加;旋压力随着温度的升高和进给比的减小而降低。     

冲击载荷作用下岩石材料模型实验验证

利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序建立计算模型,模拟了岩石靶板在冲击载荷作用下的动态响应过程,给出了岩石靶板在不同冲击速度下其内部不同Lagrangian位置处的应力-时间响应曲线,数值模拟结果与实验结果吻合较好.通过对模拟结果和实验结果的对比分析可知,冲击载荷作用下纵向冲击压缩波和横向稀疏卸载波的双重作用是导致岩石靶板破坏的主要原因,这对进一步开展岩石材料动态力学性能研究提供了重要的指导.     

用面元法预报吊舱推进器水动力性能

面元法的各个环节有不同的数值处理方法，不同的方法计算结果有所不同，通过时各种方法的计算结果进行比较，得到适合螺旋桨计算的数值处理方法。用面元法时吊舱螺旋桨的水动力性能进行了计算，得到了吊舱推进器的敞水曲线和轴承力。     

低温非热平衡圆柱温度分布特性的数值分析与实验

为研究复杂传热条件下,低温非热平衡圆柱表面温度分布特性及相关控制手段,本文以单纯顶部送风为基础,建立了附加局部送风、附加辐射屏两种传热条件下的非热平衡圆柱体的传热模型,通过数值模拟方法分析了该柱体的径向温度梯度、体温度不均匀度、面温度不均匀度等温度特性,并通过实验验证了数值模拟结果的准确性。在此基础上定量分析了不同传热方式和运行参数对温度特性的影响规律,从传热方式、结构设计、运行参数三个角度,提供了控制柱体温度特性的方案。结果发现:相比于只有单纯顶部送风,设置局部喷口送风可使柱体平均温度的降幅提升5.1％,柱体温度不均匀度降幅提升38.3％,同时降低了柱体面温度不均匀度,并将柱体温度梯度控制在近导热面侧;附加低温辐射屏后,对流和辐射的耦合传热可使柱体平均温度降幅减少23％,柱体温度不均匀度降幅提升57.5％,同时降低了柱体面温度不均匀度。     

液力透平蜗壳内非定常压力脉动的研究

液力透平内部流场的非定常压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素之一,为了研究液力透平蜗壳内部的压力脉动,采用流场分析软件对一单级液力透平内部流场进行了三维定常和非定常数值模拟,对蜗壳流道内不同周向位置、径向位置和不同流量时的压力脉动进行了时域和频域分析。结果表明:在一个叶轮旋转周期内蜗壳内压力的脉动数量等于叶片数;蜗壳入口位置和割舍位置处压力脉动较小,蜗壳环形部分中部和割舍前端位置处压力脉动较大;蜗壳内压力脉动的主频和次主频分别为叶频和2倍叶频;液力透平蜗壳内部的压力脉动程度在小流量下较小,随着流量的增加,压力脉动程度逐渐增加,大流量时最为剧烈。为了验证数值计算的准确性,建设了开式液力透平试验台,制造了模型样机对液力透平进行了外特性试验和非定常压力脉动测量,验证了数值计算的准确性。     

培养箱校准结果的不确定度评定

<正>将培养箱温度设定为使用时的常用温度,待培养箱内部温度达到稳定时对培养箱内部多个位置的温度进行测量(可使用巡检仪,同时完成对多个位置的测量)。由于培养箱升温、降温速度较慢,不便于重复测量,只进行一次测量,故此时应使用最大误差法计算各位置的标准偏差。