气流式角速度陀螺的温度场和压强有限元分析

针对气流式角速度陀螺敏感元件内的温度场和压强进行了有限元分析。采用有限元方法,利用ANSYS—FLOTRANCFD软件,按实际尺寸建立二维实体模型,通过划分网格、加载和求解等途径,计算了敏感元件内部的温度场和压强。计算结果表明,在平行放置的两热电阻丝的加热作用下,热阻丝周围的射流气体温度升高,密闭腔体内部的温度场产生梯度;靠近喷嘴出气口两侧位置的压强比其他位置压强的均值高68％。二维实体建模分析方法为气流式角速度陀螺的实用化研究做了有益的尝试,提供了理论依据。     

气流式水平姿态传感器的三维建模及计算

利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,采用有限元方法,通过建立气流式水平姿态传感器敏感元件的三维实体模型、划分网格、加载和求解等途径,进行了有限元仿真,计算了敏感元件内部的流场,并采用了按实际尺寸比例大小建立整体模型的方法。结果表明：三维实体建模与二位平面建模相比较,这种全尺寸的三维实体建模方法可以使得计算结果更加全面准确,为气流式水平姿态传感器的实用化研究提供更加可靠完备的理论依据。     

微机械气流式水平姿态传感器建模技巧及计算

阐述了微机械气流式水平姿态传感器的三维建模技巧及仿真。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,通过建立三维实体模型、划分网格、加载和求解等途径,进行了有限元仿真。为了使分析更为简便可行,提出了合理的模型建立方案,采用了截取部分体积建模的方法,节省了大量的计算时间;而多次网格划分及关键线偶数段划分的技巧,提高了仿真结果的准确性和计算进度。这种三维建模方法提高了微机械水平姿态传感器敏感机理研究的精确性。     

微机械气流式全方位姿态传感器的建模及计算

为了提高传感器的性能,利用ANSYS软件给出了微机械气流式全方位水平姿态传感器的三维有限元建模方法并进行了计算。结果表明：①利用敏感元件结构的对称性,采用先建立一个半模型的方法,可以在建模和观察计算结果时带来方便;②在流体梯度大的地方,网格划分得较密一些,这样有助于节约计算时间和提高计算精度。与以往的二维建模相比较,三维建模得到的计算结果更加全面和准确,为今后传感器性能的研究提供了可靠的依据。     

腔体结构对射流陀螺分辨率影响的有限元分析

对两种不同腔体结构射流陀螺敏感元件内的流场进行对比分析。采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,通过建模、划分网格、加载和求解等途径,计算了矩形结构腔体和流线型结构腔体射流陀螺敏感元件内的二维流场分布。计算结果表明:流线型腔体结构出口截面气流流速高于矩形腔体结构,为喷嘴处流速的28.87%,在一定程度上汇聚了气流;流线型腔体结构能减小腔体内的气流积聚,使循环通道内的气流更顺畅;流线型腔体内的流速梯度变化趋势大于矩形腔体,温度变化较大,其分辨率优于矩形腔体。     

超高速磨床结构建模的研究

以某超高速磨削机床为研究对象,利用三维软件Pro/E对超高速磨削机床进行了CAD建模,利用吉村允孝积分法确定结合部参数,建立结合部动力学模型.利用Ansys软件对其进行网格划分,建立了超高速磨床的有限元模型,并通过模态分析和实验来检验有限元模型,为研究超高速磨床的动态特性做好准备.     

基于ANSYS的异种材料堆焊温度场动态模拟

针对大多数堆焊温度场的数值模拟都是应用于同种材料的现状,对异种材料的堆焊温度场进行了研究.建立适当的有限元模型,对异种材料堆焊过程中温度场的瞬态变化进行了动态模拟.利用三维有限元网格划分技术,对工件进行网格划分,并采用网格自适应技术对焊缝金属的网格进行自动加密与生成,为缩短焊接过程数值模拟创造了条件.在此基础上,利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现施加移动焊接热源,得到了异种材料温度场的分布规律.计算结果与焊接温度测试结果很接近,表明该计算方法能够准确地计算焊接温度场,是一种实用的工程计算方法.     

基于ANSYS的三维复杂槽型铣刀片参数化建模

基于ANSYS有限元分析软件，利用其前蝇的实体造型和网格划分功能及其内部开发语言（APDL和UIDL），对三维复杂型铣刀片进行了参数化建模及网格划分，为后期的温度场，应力场的有限分析和槽型优选做好了准备。     

单囊式空气弹簧建模及其固有特性仿真研究

利用Pro-E与Ansys软件对单囊式空气弹簧进行实体建模,讨论模型有限元处理方法,验证网格划分的可用性.采用Ansys软件求解出单囊空气弹簧分别在初始充气压强为0.2、0.3和0.4 MPa时的各阶固有频率值,结果表明,随着初始充气气压的增高,空气弹簧的各阶固有频率均有所提高.由此可通过改变空气弹簧初始充气压力来调节空气弹簧工作时的固有频率,充分利用空气弹簧的特性为工程应用服务.进一步对单囊空气弹簧进行模态响应仿真分析,给出初始气压为0.2 Mpa下1～4阶空气弹簧振型图,找出所建空气弹簧模型的薄弱点,该研究对深入开展空气弹簧结构优化设计有借鉴意义.     

抗加速度干扰气流式倾斜仪的信号处理

为克服传统倾斜仪受加速度干扰比较严重的缺陷,采用热敏电阻作为热源和敏感元件,在密闭腔中使气体产生自然对流,利用硬件电路和软件补偿技术将运动载体的姿态信号提取并进行处理,研制出能够抑制外界加速度干扰的气流式传感器。根据气流式倾角敏感元件的输出特点建立了抗加速度干扰数学模型,设计了抗加速度干扰程序,实现软件滤波抑制扰动加速度干扰,传感器抗加速度干扰能力在90％以上。     

Homogenization of temperature field and temperature gradient field

The homogenization of temperature field and temperature gradient field are very important for many devices, systems and equipments, such as satellites and electronic devices. This paper discusses the distribution optimization of the limited high conductivity material with the simulated annealing algorithm to homogenize the temperature field in a two-dimensional heat conduction problem. At the same time, the temperature gradient field is homogenized with the bionic optimization method. The results show that ...     

预应力混凝土箱梁桥的温度场和应力场

为较严密地计算预应力混凝土箱梁桥实时温度应力场，提出了计算温差应力场的新方法.基于箱梁表面热交换平衡理论，综合考虑环境条件、物理材料特征、几何性质以及桥梁走向对温度应力场的影响，采用热瞬态分析和热 结构耦合求解技术，实现任意时刻箱梁结构温度应力场的仿真.以杭州湾跨海大桥为例，进行了预应力箱梁温度和应力场的数值仿真，并与按公路桥规中的温度模式所计算的结果作了比较.结果表明，该方法能客观模拟实际边界，具有较高的计算精度，能合理解释常见温度裂缝的成因.     

丁字接头的温度场和应力场的有限元模拟

利用有限元分析软件，通过合理的简化丁字接头焊件，建立有限元分析模型，并进行了相应的网格化。模拟了焊接过程中丁字接头的温度场和残余应力，并将残余应力的模拟值和经验值进行了比较，证明该方法是一种经济而有效的焊接残余应力预测方法，可为制定焊接工艺以及控制残余应力提供一定的指导。     

电场对电磁冷坩埚定向凝固磁场与温度场研究

脉冲电流作用定向凝固不仅能影响晶体的生长,还可调控凝固组织,从而影响合金的性能。为进一步研究其作用机理,采用ANSYS有限元软件模拟脉冲电流作用下合金熔体的电磁场分布以及对TiAl基合金连续凝固温度场的影响。结果表明：脉冲电流作用下的合金熔体表层磁感应强度最大,径向随着与表层距离的增大,磁感应强度下降。随着脉冲电流强度的增大,由于脉冲电流产生的集肤效应与焦耳热效应,使温度场与电磁场整体提高,轴向感应线圈中部温度最高,径向合金熔体与表层温差值逐渐减小、温度分布更均匀,侧向散热减弱,定向凝固趋势提升。     

喷射流场及其辐射声场数值模拟

为研究喷管结构对射流噪声的影响,采用大涡模拟对不同截面形状喷口形成的非定常湍射流场进行了数值模拟.在流场计算的基础上,结合Ffowcs Williams-Hawkings积分方程对远场声场进行了计算,得到不同喷管结构对应的湍射流场的流动结构及其辐射噪声的频谱特性.计算结果表明,椭圆形截面喷管的出口附近存在大量的旋涡结构,增大了射流边界层处的气流掺混,从而降低了射流核心区的长度,有效抑制了喷射噪声,在5种不同结构的喷管中,椭圆形截面的喷管对应的辐射声压最低,而矩形喷管对应的辐射声压最高;在射流方向的30°～75°扇形区域内,辐射声信号最强且存在明显的指向性.     

Analytical prediction and field validation of transient temperature field in asphalt pavements

This work presented the development and validation of an analytical method to predict the transient temperature field in the asphalt pavement.The governing equation for heat transfer was based on heat conduction radiation and convection.An innovative time-dependent function was proposed to predict the pavement surface temperature with solar radiation and air temperature using dimensional analysis in order to simplify the complex heat exchange on the pavement surface.The parameters for the time-dependent pavement surface temperature function were obtained through the regression analysis of field measurement data.Assuming that the initial pavement temperature distribution was linear and the influence of the base course materials on the temperature of the upper asphalt layers was negligible,a close-form analytical solution of the temperature in asphalt layers was derived using Green's function.Finally,two numerical examples were presented to validate the model solutions with field temperature measurements.Analysis results show that the solution accuracy is in agreement with field data and the relative errors at a shallower depth are greater than those at a deeper one.Although the model is not sensitive to dramatic changes in climatic factors near the pavement surface,it is applicable for predicting pavement temperature field in cloudless days.     

磁悬浮旋翼驱动磁场对支承磁场的影响

通过理论分析以及有限元仿真分析，研究磁悬浮旋翼盘式电机的驱动磁场、磁悬浮系统的支承磁场以及二者之间的相互影响，得到影响的主要因素L₀。提出当关键临界尺寸L₀=11.87 mm时，驱动磁场对支承磁场的影响处于临界状态使其不失稳。通过等效试验对临界尺寸进行了试验验证。根据临界尺寸L₀提出磁悬浮旋翼的设计准则，和一套可行的磁悬浮旋翼设计方案。     

感应加热电饭煲涡流场与温度场分析

为了研究感应加热电饭煲的工作情况及相关结构参数对其性能的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,建立了以sus430为主要涡流发热材料的三维电磁场有限元模型,分析了导体中涡流场的分布情况,并分别改变相关结构参数比较涡流功率的变化趋势.利用workbench软件分析研究其温度场,将仿真结果与样机实测温度值对比,验证了仿真方法的正确性.通过有限元法对感应加热电饭煲三维涡流场和三维温度场的研究,为相关感应加热系统的优化设计提供了可靠依据.     

磁悬浮旋翼驱动磁场对支承磁场的影响

通过理论分析以及有限元仿真分析,研究磁悬浮旋翼盘式电机的驱动磁场、磁悬浮系统的支承磁场以及二者之间的相互影响,得到影响的主要因素L₀。提出当关键临界尺寸L₀=11.87 mm时,驱动磁场对支承磁场的影响处于临界状态使其不失稳。通过等效试验对临界尺寸进行了试验验证。根据临界尺寸L₀提出磁悬浮旋翼的设计准则,和一套可行的磁悬浮旋翼设计方案。     

由舰船垂向分量磁场获得其三分量磁场的研究

三分量测磁仪使用不便,且造价较高,因此提出一种改进的磁场推算法.该法仅用舰船下方某平面上少量测量点的垂向磁场即可算出测量面下方所需场点的舰船三分量磁场.从理论上证明了该方法的可行性,建立了磁场推算的数学模型,在此基础上进行了船模实验.实验证明该算法可行,具有较高的推算精度,且算法直观,编程简单,计算速度快,可以方便地应用于工程实际,对舰船磁防护的研究具有重要价值.