基于ANSYS的锻件感应加热温度场的数值模拟研究

针对感应加热过程中工件温度难以测量的问题,应用电磁学和传热学基本理论,建立了锻铸坯料电磁场和温度场分布的数学模型,运用ANSYS软件对感应加热过程温度分布进行变参数研究,为揭示铸坯感应加热过程的规律、优化工艺参数提供理论依据。     

发动机气门的动力学及温度场三维数值模拟

采用有限元法对发动机气门进行了动力学及温度场的三维数值模拟，分别得出了气门在动载荷、温度载荷作用下的应力分布规律，研究结果为气门的失效分析和气门的优化设计提供了理论依据。     

基于Ansys的活塞温度场数值模拟研究

基于Pro／E和Ansys软件对改进的ZH1105W型柴油机缩口四角ω燃烧系统,建立了活塞几何模型,并进行了活塞温度场数值模拟计算。结果表明,在额定工况下,活塞最高温度出现在燃烧室喉部达到311℃,第一环槽的最高温度出现在排气侧,达到257℃,内腔最高温度在燃烧室背面,为239℃,这为活塞优化设计提供了依据。     

陶瓷辊道窑温度场数值模拟研究

介绍并比较了陶瓷窑炉温度场模拟的各种方法,阐述了辊道窑温度场数值模拟方法的理论基础,分析了实现该方法的总体思路、描述了所需的应用工具及其使用方法,最后指出了它在今后的研究方向。     

内燃机车曲轴中频淬火过程的数值模拟

借助 ANSYS大型有限元分析软件 ,实现了 16 V2 4 0曲轴淬火过程的计算机模拟 ,模拟结果可直观地显示出任一时刻曲轴表面及内部的温度分布、冷却曲线以及淬火结束后的残余应力分布 ,并能预测淬硬层深度。同时对比了轴颈内圆角处进行淬火和不进行淬火两种工艺的效果 ,为现场提供了用虚拟现实方法详尽分析和研究淬火工艺的工具。     

生物质热压成型温度场数值模拟

根据生物质热压成型的工作原理及加热方式，在合理假设的基础上建立了生物质热分析有限元模型。以木屑作为压缩成型的对象，借助大型有限元软件ANSYS对其温度场进行计算，得到了木屑内部温度场的分布情况。借助APDL语言对其计算过程进行参数化设计，分别计算了在两种不同情况下的温度场，并讨论了在不同温度场下木屑的变化。     

真空钎焊炉加热体的数值模拟

通过建立基于ANSYS平台的真空钎焊炉加热体的三维有限元模型,采用热电耦合单元,模拟出了该加热体将电流转换为焦耳热并通过辐射传热将热量传递给周围环境的过程中加热体自身温度场、电压、电流密度等的分布情况。同时通过提取ANSYS后处理数据得到了该过程中的总体焦耳热生成及辐射热损失。     

辐射通道一维稳态温度场数值模拟

为得到辐射对流通道中的温度分布,依据能量守恒原理,建立了辐射、对流非线性边界条件下圆形管壁与管内空气的传热数学模型,提出了管壁温度、管内冷却空气温度一维稳态换热有限差分求解方法,其中辐射换热计算采用基于辐射传递系数的蒙特卡罗法。分析了相关参数对辐射通道温度分布的影响,所研究的参数包括辐射器表面温度、管道长度与半径比、管内冷却空气流速等。计算结果表明：辐射器表面温度是影响辐射通道最高温度的主要因素。此方法可为辐射通道精细的热工特性计算提供温度场数据。     

阵列射流冲击冷却流场与温度场的数值模拟

采用数值模拟方法对冲击冷却的流动和传热过程进行了三维数值研究。特别研究了在冲击孔叉排方式下,相邻孔间距、冲击距离以及射流入口雷诺数对冲击表面冷却流动传热特性的影响规律。     

直流电弧炉精炼期内熔池流场和温度场的数值模拟

数值模拟直流电弧炉精炼期内熔池部分的流体流动和电磁现象有重要的理论意义和实用价值.在对直流电弧炉内电弧等离子体进行数值模拟的基础上,使用一个二维时变磁流体力学模型来描述电弧炉精炼期内熔池部分电磁场、速度场和温度场的分布情况,同时,研究了炉底电极大小对炉内熔池部分流场的影响.仿真结果可为直流电弧炉的合理化设计和冶炼过程的优化提供参考依据.     

太阳能地板辐射采暖系统的实验与数值模拟分析

介绍了上海交通大学太阳能实验室的太阳能地板辐射采暖系统的实验情况，通过实验对该系统在连续循环运行模式下对室内热环境所产生的影响进行了研究，并与非采暖房间进行了比较。同时对整个采暖系统建立了数学模型，通过数值计算得到地板表面温度及室内空气温度动态变化，模拟结果与实验基本吻合。     

钢坯炉内加热过程数值模拟

建立了步进式加热炉内钢坯加热过程的物理模型和数学模型,并对微分方程进行离散,采用Visual Basic语言编程计算了钢坯内部温度变化情况,给出加热过程中钢坯内部各点在不同时刻的温度分布曲线,分析了人炉温度、加热时间等加热条件对加热过程钢坯温度的影响,计算结果可为钢坯加热过程的优化提供重要的参考依据。     

KKD车轮淬火加热动态测温试验及分析

通过采用“黑匣子”耐高温温度测试仪对车轮在淬火加热炉内的温度进行动态跟踪测试,验证了马钢车轮轮箍分公司在淬火加热炉完成技改后所用临时工艺是合理的,同时提出了工艺优化的方向。     

多孔介质特性参数对燃烧温度及压力影响的数值模拟研究

考查了两段式多孔介质内预混气燃烧的温度与压力分布情况。建立了甲烷／空气预混气体在多孔介质内燃烧的二维数学模型,运用FLUENT软件求解瞬态控制方程的方法计算出燃烧稳定后多孔介质内的温度、与压力分布,并考查了不同当量比、多孔介质辐射衰减系数和导热系数对温度和压力分布的影响。结果表明,甲烷／空气预混气体在多孔介质中燃烧,当量比越大温度峰值越高,压力梯度越大;小孔介质辐射衰减系数的改变对温度分布和压力分布没有明显的影响,而大孔介质辐射衰减系数对温度分布和压力分布有较大的影响;增加多孔介质的导热系数,会使固相与气相温度均有所升高,燃烧区域压力降低。     

燃气加热炉炉内温度场的模拟研究

利用CFD软件对燃气加热炉炉内温度场进行模拟,并与实验系统实测数据进行对比,结果表明数值模拟能够反映出炉膛内的温度场情况。数值模拟方法,对加热炉的设计或者现有炉子的改进,都有有益的帮助。     

感应加热过程的计算机仿真

系统地介绍了用于感应加热过程的计算机仿真的各种方法，包括三维变步长有限元法，电磁场和温度场耦合计算，场路结合分析，耦合电路法等，并对各种方法进行了比较。     

钢板横向感应加热磁-热耦合的有限元数值模拟

采用电磁-热耦合二维有限元法模拟钢板感应加热,得到了加热频率和电流密度对加热时间、加热速度和温度均匀性的影响。结果表明,采用U型线圈加热钢板,可以形成一个完整的磁回路,符合感应加热钢板的要求;频率增加能够缩短加热时间和扩大钢板温度的温差;而电流密度增加,加热时间缩短,其对温度均匀性的影响则随电流增加温差增大。     

井式加热炉炉膛温度均匀性模型与仿真分析

根据射孔器材耐高温高压试验装置的技术要求,设计了井式双循环电加热炉系统,建立了该加热炉炉膛传热过程的数学模型。通过仿真,分析了该加热系统工艺参数对沿程湿度场分布均匀性的影响,为高精度控制该装置高温高压釜内的油温度起到了很好的指导和预测作用。在实际测量中验证了该模型计算的有效性,该模型对类似井式加热炉问题的研究具有一定的推广价值。     

多循环PDE模型机爆震室壁温分布数值模拟

分析了两相多循环脉冲爆震发动机工作过程中爆震室内、外壁换热特性,建立了爆震室壁温分布计算模型。采用ANSYS的瞬态热分析模块,对一脉冲爆震发动机模型机在不同工作频率下,内、外壁若干位置处温度随时间的变化规律进行数值模拟。研究发现,脉冲爆震发动机(PDE)外壁面温度随工作时间的增加连续升高,内壁面温度振荡上升,但两者的变化规律基本相同;内、外壁温度分布存在一个热平衡时间,该时间随爆震频率的升高而减小;热平衡时刻,外壁面温度分布呈现从前到后逐渐升高的趋势;同一轴向位置处,外壁面温度的平衡值随爆震频率的升高而升高,但升高幅度随爆震频率的增加而略有减小。