数据可视化在温度场模拟中的应用

针对当前铸造软件温度场饪拟中存在的问题，提出了温度场模拟可视化研究的必要性与迫切性;利用双线程结构将温度场模拟与数据可视化分开，实现数值计算与数据可视化的同步。开发了温度场模拟可视化组件，该组件也可应用于流场充型过程模拟。数据可视化技术在温度场模拟中的应用有效地提高温度场模拟过程的透明度和实时交互性，从而优化了铸造工艺及其参数。     

双螺杆挤出机流场数值模拟中流道进出口边界条件的探讨

在对双螺杆挤出机流场的数值模拟中,流道进出口边界条件的设置一直是一个颇具争议的问题。由于事先无法获得计算域进出口平面上的真实边界条件,研究人员在进行双螺杆挤出机的流场分析时,大都采用放松边界条件。为了考察放松边界条件对双螺杆挤出机流场数值模拟结果的影响,本文采用聚合物流动分析软件POLYFLOW,在流量恒定的前提下对双螺杆挤出机流道进出口给定三种不同分布形式的速度边界条件,对其流场进行了数值模拟。数值计算结果表明,在体积流量恒定的条件下,流道进出口不同分布形式的速度边界条件对流场的影响主要集中在进出口附近区域,但对离进出口边界较远的流场影响很小。一般而言,当计算域所对应的螺杆较长时,可以忽略流道进出口的放松边界条件所引起的误差;当计算域较短时,不宜直接采用放松边界条件,而应根据螺杆的实际构型．在计算域的进出口增加适当长度的发展段。     

二维稳态传热问题的计算机仿真

热量传输现象在工程技术领域中广泛存在,对二维稳态传热情形下温度场分布的研究有重要现实意义。对于复杂几何形状的物体和非线性的边界条件,分析解法显得无能为力;相比之下,建立在有限元基础上的数值计算是有效和准确的。在传热和流体流动问题的数值计算方面,SIMPLE算法被广泛采用。通过VC和Matlab的混合编程用SIMPLE算法实现了对二维稳态传热问题的计算仿真,描述了温度场的分布。     

Fluent软件特点及在室内温度计算中的应用

Fluent是目前应用广泛的流体力学计算软件,Fluent主要用来模拟温度场、气流场的分布状况.应用Fluent软件对住宅室内温度进行了数值模拟,给出了散热器不同位置时的温度和风速可视化图像.     

基于CFD的通信机房流场模型建立与分析

介绍了一种利用计算流体动力学技术分析通信机房流场分布的方法,找出合理的气流组织形式以达到节能的目的.对机房三维物理模型进行非结构化网格划分,选用标准的k-ε湍流模型,设定相应的边界条件,针对不同的空调风速工况,利用Fluent软件对机房内的温度场和速度场进行数值模拟与分析,研究得出合理的风速以降低能耗.该方法能够有效地建立通信机房的流场模型,对制定机房节能方案有重要的参考作用.     

永磁同步电机全域非稳态温度场数值模拟方法

永磁同步电机非稳态模拟受边界条件限制,数据相关性差,影响模拟结果的准确性,提出一种新的永磁同步电机全域非稳态温度场数值模拟方法.根据热传递与能量守恒相关定理,获取温度场的导热方程.通过对电机模型实施假设,准确获取边界条件.根据边界条件实时分析温度场,以构建全域非稳态温度场计算模型.在有限元分析软件中输入构建的全域非稳态...     

太阳能主动采暖室内热环境数值仿真

太阳能主动采暖室热环境数值模拟是当前太阳能取暖技术的核心,传统数值模拟方法因为规避环境流场多边性影响而存在模拟延时.为此提出了一种新型太阳能主动采暖室热环境数值模拟技术.根据假设情景明确室内环境中热能气固耦合过程,并引入质量守恒、动量守恒和能量守恒关系,获取气相、颗粒相焓值及二者传递关系;对衍生出的离散相进行轨道模拟,确立当前室内流体整体信息参数;通过当前温室热负荷波动性以及与周围固有负荷的动向波动冲突,计算当前室内热负荷.利用Matlab进行数据模拟编程,引入模拟外温环境数据,通过对比不同墙体热负荷波动来获取最佳墙体比例,带入模拟关系式,得到最终的模拟数值.仿真结果表明应用该数值模拟技术后,室内气流项换算比例提高34％,外温焓值计算延时降低22％,能够有效降低环境数值模拟延时.     

二维稳态传热问题的计算机仿真

热量传输现象在工程技术领域中广泛存在，对二维稳态传热情形下温度场分布的研究有重要现实意义。对于复杂几何形状的物体和非线性的边界条件，分析解法显得无能为力；相比之下，建立在有限元基础上的数值计算是有效和准确的。在传热和流体流动问题的数值计算方面，SIMPLE算法被广泛采用。通过VC和Matlab的混合编程用SIMPLE算法实现了对二维稳态传热问题的计算仿真，描述了温度场的分布。     

旋风分离器减阻杆减阻的数值研究

文中首次利用数值方法对旋风分离器进行了减阻杆减阻的研究。应用CFD计算流体力学软件FLUENT，对某种型号的Stairmand高效型旋风分离器的三维有旋流场速度和压力进行了数值模拟，计算了减阻杆的减阻效率。流场和减阻效率的数值结果与实验数据吻合较好，证明对旋风分离器减阻杆减阻研究时所采用的网格划分方法、RSM湍流模型和边界条件是可靠的，为数字设计高效率的减阻杆提供了简便可靠的办法。     

城市道路洗扫车降尘率仿真研究

对城市道路洗扫车沉降室内部结构进行优化能有效提高洗扫车的性能.研究了沉降室结构参数对降尘率的影响规律.利用Solid Works软件建立沉降室模型,采用ANSYS-CFX及k-ε双方程模型对沉降室内部流场进行分析及仿真优化,讨论各参数对降尘率的影响规律,然后采用气固两相流理论对其进行仿真验证.结果表明:优化后的沉降室内部结构大大减小了集尘箱尾部和出风口前部的气流速度,提高了降尘效率,为洗扫车沉降室的设计提供了依据.     

汽车乘员舱空调制冷CFD瞬态分析

为提高汽车乘员舱的热舒适性,缩短空调制冷系统的开发周期,降低开发成本,对某车型乘员舱空调制冷过程进行30 min的CFD瞬态计算.由管道流量分配和总压分布可知,各管道流量分配较均匀,总压分布合理,没有压力损失过大的区域.由气流速度分布和温度场随时间变化情况可知,空调开启15 min后乘员舱温度基本稳定不变,达到人体舒适温度,但舱内后排中间位置温度偏低.计算得到的舱内监控点温度曲线与试验所测温度曲线基本吻合,证明该数值仿真方案有效.     

汽车下护板对发动机舱散热性能的影响

为提高汽车发动机舱的散热性能,通过计算流体力学数值仿真研究汽车下护板对整车散热性能的影响。研究表明：在高速工况下,增加下护板后格栅和冷却模块进气量增加;在高负荷工况下,下护板可改善发动机舱的空气温度分布形态。下护板开口可增加冷却模块进气量,不开口时舱内温度较低,所以在整车设计时应综合考虑散热量和热害。下护板能明显减少风阻,但开口会减弱其效果,因此设计时应多方面考虑。     

轿车乘员舱内气流对气动阻力影响的数值模拟

为揭示轿车侧窗开启程度和乘员舱内布置对气动阻力的影响规律,建立1∶1阶背式英国汽车研究协会(Motor Industry Research Association,MIRA)标准模型;基于FLUENT,在30 m/s风速下采用可实现k-ε湍流模型对不同侧窗开度的模型进行三维稳态数值模拟,得到气动阻力因数随侧窗开启程度的增大而增大的变化趋势.在侧窗全开时,改变舱内布置,得到气动阻力因数随假人个数的变化规律;对比不同情况下模型的流场分布发现,当考虑乘员舱内气流时,气动阻力的大小不仅与进气量有关,而且受舱内流场分布的影响.     

基于PID的轿车空调系统设计

轿车空调系统由鼓风机、循环风门、混合风门、蒸发器、加热器、太阳辐射、室外空气对室内空气影响、乘客热负荷、车速等部分构成,由热平衡原理及能量守恒定律建立完整的轿车空调系统数学模型。针对空调模型,设计相应的PID控制器,来调节混合风门的开度以实现轿车车室温度调节。在Matlab 2009仿真软件中,利用Simulink工具箱建立空调控制系统的仿真模型。在仿真试验中,车室温度的调节过程大约需要1 min,温度控制准确度高。由于将一些热负荷考虑到模型中,能够较好地实现对干扰信号如太阳辐射强度、系统参数如蒸发器温度等变化量进行抑制。仿真试验表明所建立的数学模型和控制器设计是正确、可行的。     

舱温控制系统模型及算法研究

数字式闭环控制在机载机电系统中应用广泛,选取典型的舱温控制系统作为研究对象;在Matlab中使用Simulink搭建系统模型,采用针对纯滞后系统的Smith控制算法进行仿真研究,并根据仿真模型建立系统原型平台,平台包括模型仿真机、仿真目标机以及控制器软件、人机交互界面;仿真结果与现场运行实验结果均表明Smith控制算法可以满足舱体温度系统控制要求,同时通过对闭环数字控制技术的方法和流程进行摸索,掌握了控制律软件设计与实现的快速原型技术,便于后续项目的工程应用。     

发动机舱温度场仿真及其影响关系研究

为了全面获得飞行器发动机舱内的电子部件的温度分布,利用有限体积法,采用块结构化网格以及非结构化网格.建立了飞行器发动机舱的有限元模型;应用整体求解耦合问题的有效方法,对此发动机舱内外流场与温度场进行了三维的数值模拟;并对此发动机舱内的温度分布进行了重点数值仿真与分析,而且得出了飞行速度、环境温度等因素的变化对部件温度的影响关系.该模拟结果为发动机舱布局设计提供了参考价值,具有重要的现实意义.     

气流组织中悬浮边界面的数值仿真技术的研究

气流组织是空调房间内空气的分布、流动形式,主要反映在气流的温度、湿度、气流速度和清洁度等指标,是否符合行业标准规定的空调房间的要求.气流组织可以通过数值计算理论、计算机仿真技术给予实现.论文以一个典型的变风量中央空调房间为研究基础,以该房间内的送、回风口边界面为研究实例,通过分析悬浮在房间立体内的送、回风口的数值仿真方法,运用实体造型技术,设计出在房间立体与悬浮边界面之间的拓扑关系,使两者成为一体.然后该处理技术经过数值仿真实例的验证证明是合理的、可行的.     

单搭接接头温度场与热应力分布的研究

为了对胶接接头承受热载荷时的温度场和热应力分布进行数值模拟,利用有限元法对单搭接接头的被粘物外表而承受不同温度、速度气流时的温度分布情况进行了分析.在考虑接头变形为几何非线性的前提下,研究了约束方式、胶层厚度及搭接长度对接头热应力分布的不同影响.结果表明,峰值热应力出现在搭接区边缘;当约束方式使胶层发生较大转动时,胶层处于高应力水平;随胶层厚度的增加,热应力降低且在胶层中分布更趋于均匀;搭接长度对热应力的影响因接头所受约束方式的不同,呈现不同的规律.     

Magnetohydrodynamic three-dimensional flow of nanofluids with slip and thermal radiation over a nonlinear stretching sheet: a numerical study

A numerical simulation for mixed convective three-dimensional slip flow of water-based nanofluids with temperature jump boundary condition is presented. The flow is caused by nonlinear stretching surface. Conservation of energy equation involves the radiation heat flux term. Applied transverse magnetic effect of variable kind is also incorporated. Suitable nonlinear similarity transformations are used to reduce the governing equations into a set of self-similar equations. The subsequent equations are solved numerically by using shooting method. The solutions for the velocity and temperature distributions are computed for several values of flow pertinent parameters. Further, the numerical values for skin-friction coefficients and Nusselt number in respect of different nanoparticles are tabulated. A comparison between our numerical and already existing results has also been made. It is found that the velocity and thermal slip boundary condition showed a significant effect on momentum and thermal boundary layer thickness at the wall. The presence of nanoparticles stabilizes the thermal boundary layer growth.