激光辐照旋转飞行靶温度场数值模拟

以激光辐照旋转飞行靶为研究背景,考虑激光的大气传输,以及激光辐照面积和功率密度分布随靶目标旋转和飞行的变化,建立激光辐照热传导模型;利用有限容积法,得到靶目标三维温度场的数值解;分析目标旋转速率对温度场分布以及炸药热爆炸的影响。分析结果表明：靶目标旋转速率越大,靶表面最高温度值越小,热量越不容易集中,越不利于炸药的热起爆。     

长脉冲激光辐照硅材料热应力的数值模拟

采用matlab数值模拟了长脉冲激光辐照硅材料的热应力分布,模拟了材料的径向与环向热应力,分析了激光参数与辐照时间对热应力的影响。结果表明：在材料损伤过程中环向应力起主要作用,材料所受到的应力随时间的增加而增大,激光功率密度越大,材料的损伤阈值越小,越容易发生破坏。     

激光与金属材料相互作用的热效应分析

激光与金属材料相互作用的热效应是激光束辐照材料后发生的主要物理现象之一。激光加热使材料温度急剧上升,很快达到材料的熔点。通过使用商业CFD软件FLUENT数值模拟激光辐照金属材料的相互作用,并在一定的假设和边界条件下得到金属材料未熔化之前温度场沿径向和轴向分布情况、气流最高温度的变化和位置的转移、氧化反应和对流换热对热效应的影响。     

激光辐照熔石英控制的ANSYS仿真

基于ANSYS平台,对激光辐照熔石英的过程进行动态模拟,分析了温度场和熔池形状、应力场的变化及残余应力分布,并对高温退火去应力的情况进行了仿真。结果表明,激光辐照过程中辐照中央的温度最高,辐照边缘具有较大的温度梯度;冷却至室温后,辐照中央存在较大的拉应力,辐照边缘存在较大的压应力,经过退火后残余应力明显减小。     

激光选区熔化关键工艺参数对热物理过程的影响

激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)采用激光束将金属粉末等分层熔融成形,在制造业中具有重要价值。然而成形过程中的热物理现象及各工艺参数对热物理过程的影响有待进一步研究。在综合考虑SLM成形过程中材料相变、粉体-实体不可逆转变等过程的基础上,建立了SLM成形316L不锈钢的多道扫描温度场数值模拟模型。研究了激光功率、扫描速率和激光束有效直径对SLM温度场、熔融时间、冷却速率和熔池尺寸等的影响,并通过实验验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明：熔融时间易受激光功率和扫描速率的影响,而最大冷却速率更易受激光束有效直径的影响。激光功率较低或扫描速率较大时,熔池尺寸较小,易形成孔穴类缺陷;激光束有效直径对熔池尺寸影响较小。随着激光功率增加,熔池稳定性先无确定变化趋势后增加;随着扫描速率增加,熔池稳定性不断降低;激光束有效直径对熔池稳定性的影响不确定。实验结果与数值模拟结果基本一致,研究结果可为SLM工艺参数调整与优化提供参考。     

激光辐照薄板温度场的有限元计算

激光束加热各向同性的均匀物体,通过激光能量的吸收和热扩散,引起物体边界上和内部的热流运动,使得各处的温度不同程度的上升．受到激光辐照时,材料表面或一定深度内吸收光能而转化的热量以热传导形式向内部扩散,引起材料内部的非均匀温度场．利用Marc软件和接口子程序对激光辐照的金属板材进行一系列的计算,计算结果表明,激光辐照半径越大、功率密度越高、辐照时间越长、板材厚度越小温度就越高．同时也证明了用Marc软件计算温度分布是可行的,尤其是能把薄板厚度分层来计算,并配合编写相应的接口子程序,从而有利于进一步研究关于激光辐照下的热应力、热应变的有限元分析和计算问题．     

多脉冲激光辐照增透膜产生热应力的数值模拟

研究并建立了多脉冲激光辐照Al2O3增透薄膜及K9玻璃基底的物理模型,采用有限元算法求解相应的热传导方程和热应力方程,得到了材料内部热应力场分布。数值模拟结果表明,材料内部环向力起主导作用,且温度冷却时,残余环向热应力沿径向移动,在低频情况下,先发生热应力损伤的是基底,后发生热应力损伤的是薄膜。研究成果可为激光与薄膜相互作用机理以及薄膜的抗激光损伤提供一定的理论依据和指导。     

空心激光辐照薄膜产生温度场与应力场的数值模拟与分析

为了考察空心激光辐照下膜层的温度场及应力场的分布特征,基于传热学及弹性力学理论,建立空心激光与膜层相互作用的热应力模型。利用有限元数值分析方法求解物理模型,通过对数值结果的分析,可以得出随着激光能量的增强,温升增大,其应力也随之变大的特征及变化规律。其结果可为激光与光学薄膜相互作用提供一定的理论依据。     

H型钢冷却过程温度场有限元分析

借助MARC／Mentat有限元分析软件，对H型钢冷却过程进行了有限元模拟，研究了冷却过程中的热边界条件，分析了轧件温度场的分布及其变化规律，数值模拟结果与实测结果吻合较好。分析结果对于掌握H型钢的冷却规律、分析残余应力、以及开发控制冷却技术具有实际指导意义。     

低压电缆紫外光交联辐照箱通风冷却研究

为了解低压电缆紫外交联辐照箱内冷却空气速度、压力分布特点,建立该辐照箱三维实体模型.在一定假设条件和边界条件下,基于计算流体动力学(CFD)原理,对原始通风方案A和改进通风方案B进行内部湍流流场三维数值模拟.分析反射罩、分流板等结构变化对流场的影响,对比两种结构中电缆和高压汞灯的冷却情况.研究结果表明,采用集中气流先冷却电缆再冷却高压汞灯的改进结构,电缆周围空气流速提高,反射罩凹凸面间压差减少48%.通过增加紫外光汇聚光强和优化相应的通风结构可提高光交联生产效率,保证设备有效冷却.     

地板供冷与置换通风的模拟与分析

目的 为将低温地板供暖系统用于夏季供冷,提高设备的利用率.方法 利用流体动力学PHOENICS软件建立湍流模型,分析不同负荷条件下,置换通风、地板供冷及其复合式系统的室内温度场和气流组织的分布情况.结果 复合式空调系统的舒适性较好,其结露的危险也远小于单独地板辐射供冷,室内热源的散热量和位置对气流组织分布的影响较大.结论 该复合式系统可适用的冷负荷范围广、舒适性较好,而且可改善地板的供冷能力、有效地预防结露.     

回采工作面下行通风的研究

本文在现场对比实验和相似模型实验的基础上，采用理论分析与实践相结合的方法，研究了下行通风时沼气涌出和分布的规律、降尘和降温的效果与机理、发生外因火灾时风流的逆转规律以及能够抑制采空区自然发火的原因，并全面分析了下行通风的优缺点和存在问题。提出了下行通风的合理使用条件，得出了下行通风时断面最高沼气浓度比上行通风低、沼气层长度比上行通风短、吹散沼气层所需风速也比上行通风小，而且倾角愈大它们之间的差异也愈大的重要结论。研究结果表明，采面使用下行道风后，煤尘浓度可降低２０～６０％，倾角愈大，降尘效果愈好；在相同火势的情况下下行通风本侧风路比上行通风旁侧风路风流发生逆转时所需的温度低、时间短；下行通风能有效地降低采面温度１～５℃，工作面愈长、走向长度愈长、倾角愈大、原岩温度梯度愈大、机械化程度愈高，其降温的效果也愈好。建议修改《煤矿安全规程》时，取消对下行通风的限制。     

典型工业炸药爆炸灾害效应的数值模拟

为了评价典型工业炸药在空气中发生意外爆炸产生的灾害效应,利用非线性动力学软件AUTODYN,炸药产物选用JWL状态方程,分析1 kg铵油炸药、乳化炸药、2号岩石炸药在空气自由场中爆炸冲击波的传播特性和温度场分布情况,并与TNT炸药进行对比分析.计算结果表明,冲击波损害效应中,2号岩石炸药与TNT炸药爆炸产生的冲击波峰值相当,乳化炸药次之;温度灾害效应中,岩石炸药的温度峰值最高,铵油炸药温度峰值次之,乳化炸药温度峰值最低.为正确使用工业炸药和矿山安全提供了理论依据.     

CE／SE方法在障碍物对爆炸冲击波干扰流场计算中的应用

应用高精度的CE／SE方法对厂房中爆炸冲击波扫过障碍物挡墙形成的流场进行了二维数值模拟，具体分析了障碍物、厂房内壁与冲击波相互作用的规律，得到了能够反映障碍物作用前后波系结构变化的压力等值线图．数值结果显示了冲击波遇障碍物发生反射、绕流等现象，形成复杂波系；通过与尤障碍物存在的爆炸流场对比，分析了相对于爆点不同位置的障碍物对爆炸流场的影响；最后改变爆点个数，对爆炸流场的变化做了进一步分析．数值模拟结果符合相关物理规律．     

硝酸磷钾肥水溶液热安全性研究

为了防止化肥生产过程发生爆炸事故,利用自制实验装置对硝酸磷钾肥水溶液的热安全性进行了实验研究.结果表明,硝酸铵的浓度对硝酸磷钾复合肥水溶液临界爆炸温度的影响很大,硝酸铵浓度越高,其l临界爆炸温度就越低,也越易爆炸;单纯的氯离子有抑制硝酸磷钾水溶液爆炸的作用;硝酸及氯离子两者同时存在时,可使硝酸磷钾水溶液的分解反应加速进行,降低其I临界爆炸温度.研究结果对相关化肥企业的安全生产有指导意义.     

电气设备环境试验室湿度场的数值模拟及优化

电气设备往往需要进行多工况的性能实验,这就需要环境室提供相应的温、湿度、压力等参数变化的实验条件,环境室内流场、温度场、湿度场的均匀性往往会影响实验效果.利用CFD技术对某一电气设备实验用环境室内部流场、温度场、湿度场进行了数值计算和模拟.主要讨论了送风温度、喷入液滴粒径对环境室内湿度场的影响.计算结果表明:送风温度越低、喷入液滴粒径越小,湿度场的均匀性越好;送风速度越大,湿度场则能更快达到稳态.最终给出了在所述计算条件下的送风速度和液滴喷入粒径的优化建议,为环境实验室内的气流组织布置和参数设计提供了一定的理论基础.     

大体积混凝土水管冷却热流耦合算法与等效算法对比分析

介绍了有限元热流耦合精细算法,并采用等效算法和精细法对某混凝土坝的几个浇筑块进行分析,并对比了它们的计算结果.对比结果表明,从宏观上考虑,等效算法基本能正确反应出混凝土温度和应力的变化规律,但不能精确模拟水管周围混凝土在早期易开裂的现象,而精细算法能弥补这一点.分析结果也为工程实践提供相应的参考.     

T型接头激光焊接的温度场和应力场的数值模拟

基于SYSWELD的焊接分析功能,采用有限元方法研究激光动态焊接过程中温度场、应力场、应变场的变化情况,应用SYSWELD软件的校正工具对三维高斯热源进行校核.考虑各相的热物理性能参数与温度的非线性关系,建立焊接过程的数学模型和物理模型,以不锈钢X5CrNi1810为例,对T型接头进行三维动态模拟.结果表明:随焊接速度的减小,热循环在高温时刻停留时间增加,冷却速度减慢;随着远离起始端距离的增加拉应力值逐渐减小转变为压应力,最后趋向零.     

汽车尾气检测仓气流组织的数值模拟研究

气流组织是汽车尾气检测仓设计的主要内容之一,它不仅影响空调房间的空调设计参数,而且对整个系统的运行产生重要影响。采用CFD技术研究了送风方式对室内空气速度场和温度场的影响,并对其速度场和温度场进行数值模拟解算。得出了适合于汽车尾气检测仓的气流组织方式,从而为该检测仓的空调设计提供了一定的依据。