一般空心平面线圈电感计算的数值方法与计算精度控制

为适应一般空心平面线圈电感的分析与设计需要,本文由有限长直导线磁场空间分布出发,给出了一种空心平面线圈电感与互感的数值求解方法.算法根据电感的计算精度指标、导线线径与线圈曲线部分平均曲率半径,确定线圈直线逼近划分与线圈面积细分方式,进而给出对应电感计算原理性误差界限,由磁链法计算得到一般形状平面线圈的自感,及其对其他线...     

微通道散热单元散热特性数值优化分析

文中为提升T/R组件散热能力,建立了组件内置微通道散热单元数值模型,对传热特性相关参数进行了数值仿真分析。 研究了微通道宽度、侧壁垂直度、流经长度等对芯片结温、压力损失的影响;对比了冷却介质初始流量、初始温度对散热特性的影响,并对实物样件的散热性能进行了测试对比。 结果表明,微通道宽度、侧壁垂直度、流经长度的参数优化组合可提升散热能力,降低流阻;微通道散热单元压力损失随着冷却介质体积流量的增大呈线性增大。本研究优选出最佳参数组合,为实物样件制造提供了设计依据,促进了微通道冷却技术工程化应用进程。     

平板件电磁成形时线圈最小尺寸的计算

成形线圈是平板件电磁成形的一个关键部件。从平板加工线圈的磁感应强度分布入手，分析了平板件上的电磁力分布，确定在成形特定尺寸的工件时，存在一个线圈的最小尺寸，并通过二分法和复合形法分别对圆形线圈和椭圆形线圈的最小尺寸进行了计算。     

计算机水冷散热系统设计与实验研究

文中针对计算机机箱风冷散热器散热能力不足影响到计算机运行流畅度和芯片使用寿命的问题,设计了军民两用电脑水冷系统,并研制了水冷台式计算机。通过对水冷散热计算机CPU在不同设定条件下进行的实验与仿真,得知空气温度、水温、机箱风扇转速和泵功率对其散热效果的影响,并建立了相应的流量和热阻、压降的关系。通过一年多的样机实验发现,器件温度受环境温度影响较大,水冷器件受水流速度影响较大,而风扇转速对各种器件散热的影响都较小。     

电磁MEMS磁珠操控微线圈三维磁场数值计算与模拟

磁珠具有偶联容量高、比表面积大、易于操控等特点,基于磁珠技术的电磁MEMS可实现磁珠液滴非接触式操控,其微线圈三维磁场分析是磁珠操控优化设计的基础.对静态液体磁珠操控进行了理论分析,确定了影响磁珠操控的主要因素,并应用毕奥-萨伐尔定律和积分方程法,对关键部件微线圈的三维微磁场分布特性进行了分析.运用成熟的商业有限元分析工具Ansys建模分析微线圈三维静态磁场,所得结果与数值计算方法进行了比较,表明所用方法对于磁珠微系统三维恒定磁场的分析是可行的.     

离散电流对精密线圈磁场影响的研究

研究了通常用电流片模型来近似计算线圈磁场时被忽略的由于导线电流的离散而引起的附加磁场的变化规律,指出此种附加磁场会随着离开导线距离的增加而迅速衰减.此结论可用于指导精度要求较高的线圈磁场系统的设计,如用于质子回旋磁比γp′测量的高精度亥姆霍兹线圈的设计和用于普朗克常数h测量的焦耳天平系统中的精密互感线圈的设计等.     

S型微通道散热模块传热性能研究

针对变频器发热的问题,提出一种S型微通道散热模块,并对其传热性能进行了理论分析,推导得出热阻与结构参数的数学关系式。利用Fluent软件,对S型微通道散热模块的结构参数进行优化,分析其对散热性能的影响,并进行了实验验证。研究结果表明,S型微通道散热模块可有效提升变频器的散热性能,较优的结构参数为:流道水力直径为1.4 mm、流道宽高比为3∶1、弯曲曲率半径为30 mm。将S型微通道散热模块与铜圆管铸铝散热模块进行了仿真及实验比较,结果表明前者基体平均温度比后者要低2.3℃,热阻降低了20.38%,说明S型微通道散热模块具有较好的散热性能。     

并列线圈在平板电磁成形中的磁场力分布与受力分析

建立平板电磁成形3D有限元模型,分析线圈与板料间隙磁感应强度的分布,并与试验数据对比,验证了模拟方法的准确性。设计并列圆形与并列方形线圈结构,对于线圈加载不同方向电流,采用有限元模拟方法研究了线圈在被成形平板件上产生的磁场力分布规律。分析了并列圆形与并列方形线圈结构的受力状况和失效模式,提出了线圈结构设计改进方案与失效预防措施。根据并列圆形与并列方形线圈结构的特点,为并列线圈成形不规则工件的工程应用提供了指导。     

八角形线圈的亥姆霍兹模式

教科书中讲释亥姆霍兹线圈均以环形圈为模版。但在实际应用中,当需求规模较大尤其是建立三维体系时,为了便于定位,便于加工及节省材料,常采用正方形线圈为模版。不过线圈绕制中由于四个直角的应力作用,很难把握正方形线圈绕组的紧密和原型恆定、对称,显然这又有悖电磁学的诸多概念。鉴此,本文提出了以正方形为框架切去四角的八角形线圈模式,相应推出了满足亥姆霍兹线圈的基本条件,并给出了轴向磁感应强度的求解方程和均匀性的实测数据。     

复杂模块辐射散热的等效建模方法

随着电子技术的发展,电子产品的散热问题越来越受到人们的重视,而计算机仿真技术为解决电子产品过热的问题提供了有效手段,辐射散热作为一项重要的散热手段,也越来越被重视,对于那些复杂的模块,传统的解析法很难求解,所以要借助仿真的方法,根据辐射散热的相关理论,推导出多表面系统辐射散热的求解公式,得到通过修正发射率对模型进行简化的方法,结果表明,运用方法能较准确地反应模型温度场,并且网格数量、计算时间跟精确模型相比大幅减少,具有一定的工程应用价值。     

混合气膜冷却隔热屏壁温计算与冷却特性分析

针对三气(燃气、冷气、大气)、两壁(隔热屏、燃烧室外壁)、一膜(隔热屏冷气膜)的燃烧室物理模型,建立了它们之间气动与传热互相耦合的隔热屏二维壁温计算模型.模型中考虑了燃气、空气的动力粘性系数和导热系数随温度的变化,以及燃气温度轴向的非线形变化.利用该模型针对某燃烧室设计进行壁温预测,并进行了三种增大冷气量方法的冷却效果比较,研究了同比例减小孔径和孔间距的冷却特性.计算结果表明:每增加1%冷气量,平均隔热屏温度降低约30K,同比例减小孔径和孔间距可以不增大冷气用量而降低隔热屏壁温,孔径减半,平均温度降低40K左右,孔径越小降低幅度越大.     

SLM tooling for die casting with conformal cooling channels

The paper reports an experimental study of die-casting dies with conformal cooling fabricated by direct-metal additive techniques. The main objective is to compare the benefits and limitations of the application to what has been widely discussed in literature in the context of plastics injection molding. Selective laser melting was used to fabricate an impression block with conformal cooling channels designed according to part geometry with the aid of process simulation. The tool was used in the manufacture of sample batches of zinc alloy castings after being fitted on an existing die in place of a machined impression block with conventional straight-line cooling channels. Different combinations of process parameters were tested to exploit the improved performance of the cooling system. Test results show that conformal cooling improves the surface finish of castings due to a reduced need of spray cooling, which is allowed by a higher and more uniform cooling rate. Secondary benefits include reduction of cycle time and shrinkage porosity.     

导电板上方涡流检测探头阻抗的快速计算与仿真

采用一种基于Maxwell方程组、矢量磁位和空间解域截取的级数展开快速计算方法,导出级数形式的导电板上方通电线圈阻抗变化表达式;通过设定适当的解域截取半径和级数求和项数,可以在保证计算精度的同时提高计算速度。在多种线圈激励频率下,分别采用级数展开法与有限元仿真法,对线圈的阻抗变化进行了计算,两种方法的计算结果非常吻合,相互验证了两种涡流检测计算模型的正确性。     

基于有限元法驱动线圈的疲劳寿命计算及初步优化

通过对疲劳寿命理论的分析,利用三维软件建立电磁驱动器的驱动线圈模型,导入到有限元分析软件ANSYS中,经过静力分析后,进行驱动线圈的疲劳寿命预测.将分析结果与实际试验结果进行对比,验证了有限元分析方法的可行性,为今后的结构优化研究提供了方向;在此基础上,对驱动线圈结构进行了初步的优化,并从仿真上验证了优化的可行性.     

ITER CC校正场线圈绕制数学模型的建立及其计算

为了实现ITER CC校正场线圈绕线机自动绕制线圈,就线圈绕制过程进行了运动学分析。分析的关键在于预弯点运动轨迹数学模型的推导,经过一系列推导得到了参与线圈绕制的四根驱动轴的数学关系。对于具体线圈绕制过程进行了数据计算,得出四根驱动轴随时间变化的速度函数,构成了绕线机电控部分数学基础。研究结果表明该绕线机自动绕制线圈是可行的。     

Optimization of conformal cooling channels with array of baffles for plastic injection mold

Cooling system has an important role in the injection molding process in terms of not only productivity and quality, but also mold-making cost. In this paper, a conformal cooling channel with an array of baffles is proposed for obtaining uniform cooling over the entire free-form surface of molded parts. A new algorithm for calculating temperature distribution through molding thickness, mold surface temperature and cooling time was presented. The relation among cooling channels’ configuration, process parameters, mold material, molding thickness and temperature distribution in the mold for a given polymer is expressed by a system of approximate equations. This relation was established by the design of experiment and response surface methodology based on an adequate physical-mathematical model, finite difference method and numerical simulation. By applying this approximate mathematical relation, the optimization process for obtaining target mold temperature, uniform temperature distribution and minimizing the cooling time becomes more effective. Two case studies were carried out to test and validate the proposed method. The results show that present approach improves the cooling performance and facilitates the mold design process in comparison to the trial-and-error simulation-based method.     

发动机水套冷却性能分析

利用数值模拟对某汽油机的冷却水套进行了冷却性能研究,对原机冷却水套内冷却水的流场分布、冷却水套内壁面换热系数和压力损失进行了分析.计算结果表明:该汽油机冷却水套总体分布合理,设置的8个分水孔各自取到不同的作用;通过大孔B1、B2的流体用于冷却鼻梁区等重点区域,其它孔主要用来将绕流缸体的冷却水引入缸盖,对缸盖冷却起补充作...     

淬火冷却过程中的换热系数的计算

介绍淬火冷却过程中的换热系数h的计算。根据现有的冷却特性曲线 ,建立数学模型 ,计算出换热系数h     

旋转燃烧室冷却结构设计研究

针对新型旋转燃烧室的传热与冷却问题进行了深入研究。根据燃烧室的热传导特点,列出其热传导微分方程,讨论了传热问题的边界条件,使用有限元方法对燃烧室壁进行了温度场和应力场计算,结合实验修正取得了各个冷却通道之间的换热量及换热系数。在此基础上提出了双层螺旋通道的冷却方案。分析计算结果与实验结果相吻合。     

Verification and evaluation of automatically designed cooling channels for block-laminated molds

This study discusses an automatic design method of injection mold cooling channels using a genetic algorithms (GA) and a finite element method (FEM), combined with an evaluation function based on unsteady-state heat transfer and linear static deformation. The uniformity of cooling and the deformation effect were observed in the injection mold with the automatically designed cooling channel through a verification experiment. The genetic algorithm was applied in the following steps: the generation of finite elements of individuals expressing different cooling channel shapes, the definition of the fitness function to evaluate individuals, the genetic operation for individuals, and the automatic generation of the cooling channel shape. Finally, based on a molding experiment, the cooling and deformation effects were investigated. Results of resin cooling uniformity, temperature distribution of molding parts, and deformation of mold were demonstrated.