基于有限元分析的木结构屋架耐火性能研究

为了研究木结构屋架的耐火性能,利用有限元数值分析软件,对某景区中的一栋典型的木结构建筑屋架进行了热-力耦合分析,计算了木屋架的温度场,研究了木屋架在常温和高温下的变形,炭化和温度对木屋架构件变形的影响,以及常温和高温下的木屋架构件的变形规律.结果表明火灾高温对屋架构件的变形影响较大,木屋架小构件望板和椽子耐火时间不到35 min,木屋架主要构件的耐火极限满足规范规定.     

Y型圆钢管节点耐火性能的有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对Y型圆钢管节点在恒载条件下的耐火性能进行了有限元分析。在已有试验研究成果的基础上,建立验证模型并与试验数据相比较,验证了建模方式的准确性和可靠性。根据Eurocode3中对钢材相关属性的描述,建立参数分析模型,分析比较了Y型圆钢管节点的几何参数θ,β,γ和荷载比n对管节点耐火性能的影响,发现随着荷载比的增大,节点的耐火性能大幅降低;相同荷载比条件下,β越大,其耐火性能越好;当荷载比很小的时候,θ越大,其耐火性能越好,但随着荷载比的增加,θ对节点的耐火性能影响变小;γ对于管节点的耐火性能基本没有影响;荷载比n越大,由于钢材膨胀产生的约束反力越小,但却远大于外荷载所引起的反力,严重影响Y型管节点耐火性能。     

再生混凝土强度对筒体耐火性能的影响

为进一步推动再生混凝土的应用,对再生混凝土构件的耐火性能进行了试验研究.设计了2个再生混凝土强度等级分别为C20和C30的全再生钢筋混凝土筒体模型,再生粗骨料及细骨料取代率均为100%.在试验炉内对筒体施加竖向轴力,并按标准曲线升温,进行了筒体模型在轴力及高温共同作用下的试验研究.对比分析了2个模型的耐火极限、温度场、破坏特征、墙体挠度及竖向位移.利用ABAQUS软件,模拟分析了筒体内部温度场并与试验结果进行了对比,两者符合较好.研究表明,随再生混凝土强度的提高,筒体的耐火性能逐渐降低,耐火极限下降,易发生高温膨胀破坏.     

地下倾斜巷道U型钢支架支护数值模拟

针对某工程巷道为地下倾斜及有软岩夹层的特点,用ANSYS有限元软件建立模型,分析U型钢支架支护机理.     

倾斜板流化床颗粒内循环的直接模拟研究

基于气固两相欧拉模型,应用计算流体动力学软件(CFD)Fluent 6.3,对直径0.15m,高1.0m的二维倾斜板流化床内颗粒流动状况进行了直接数值模拟。考察了倾斜板水平倾斜角度、初始静床高度、布风室风速比及布风室面积比4个条件对床层颗粒径向流动的影响。其中倾斜板水平倾斜角度取10°、15°、20°,初始静床高取0.2、0.25、0.3m,布风室风速比取2∶1、3∶1、4∶1,布风室面积比取0.5∶1、1∶1、2∶1、3∶1。模拟结果表明,床层颗粒内循环最优条件是:倾斜板水平倾斜角度为20°,静床高为0.2m,布风室风速比为3∶1,布风室面积比为2∶1。     

纤维增强塑料筋混凝土梁受弯性能的计算方法

在试验研究的基础上，结合纤维增强塑料筋混凝土梁的受弯破坏特点，探讨了纤维增强塑料筋混凝土梁的非线性全过程数值分析方法。通过对受压区和受拉区混凝土应力－应变关系曲线的简化，建立了纤维增强塑料筋混凝土梁弯距曲率的计算模式，提出了纤维增强塑料筋混凝土梁弯距曲率的简化计算公式以及相应的荷载挠度的计算公式。将该简化方法、非线性全过程数值分析方法与试验数据进行了比较分析，三者符合较好。     

鳞片对羊毛纤维导电性能的影响

研究了羊毛剥去鳞片后其电阻随相对湿度变化的规律。作者设计了一个测试系统。通过对纤维进行剥鳞片处理，测量羊毛剥鳞片前后电阻随相对湿度的变化。得出：羊毛剥除鳞片后，在低温区电阻值明显增大，但随着相对湿度的增加，电阻值下降较快，进入高湿区后其电阻反而比未剥鳞片的羊毛少；相对湿度在１８％￣９４％内，剥除鳞片的羊毛阻值下降与相对湿度近似成线性关系。     

钢衬里锈蚀对安全壳密封性的影响

安全壳钢衬里锈蚀后的风险评估对保障核安全具有重要意义,开展风险评估之前,需要对锈蚀钢衬里的性能及其对安全壳密封性的影响进行研究。结合国内外钢衬里典型锈蚀案例,论述了其锈蚀特征和机理;介绍了锈蚀钢衬里力学性能相关研究,并针对研究的不足进行了试验探究;介绍了安全壳钢衬里锈蚀后的密封性研究成果,并分析了钢衬里锈蚀模拟存在的问题;结合试验结果提出了一种钢衬里锈蚀模拟方法,并与国外方法进行了对比。结果表明：安全壳施工阶段避免混凝土内遗留杂物和保持涂层完好是防止钢衬里锈蚀最有效的方法;锈蚀率小于50%时,钢衬里的弹性模量基本不受锈蚀影响,但随锈蚀率增大,其屈服强度、极限抗拉强度和极限拉伸应变近似呈线性下降规律;钢衬里锈蚀会增大安全壳在事故工况下发生泄漏的风险;国外钢衬里锈蚀模拟方法高估了严重锈蚀情况下钢衬里撕裂时的应变和内压,采用提出的锈蚀模拟方法评估安全壳的密封性更加安全。     

火灾条件下冷弯薄壁型钢楼板体系的耐火性能

冷弯薄壁型钢楼板的耐火性能是决定其作为装配式结构能否推广的重要因素,目前可供借鉴的足尺火灾试验数量有限,且大部分数值模拟局限于用二维传热模型开展温度场分析,或基于简化的线性温度分布开展三维模型的热-力耦合分析.冷弯薄壁型钢楼板构造复杂,利用二维传热模型以及简化线性温度分布假定开展的热-力耦合分析,由于未考虑三维结构在受...     

W型火焰锅炉动态特性的数值计算与研究

对Ｗ型火焰锅炉的蒸发系统、过热器系统的动态特性进行了数值计算与研究。详细分析了上安电厂Ｗ型火焰锅炉在不同负荷、不同运行方式、不同卫燃带面积等条件下的蒸发特性及汽温特性的动态变化过程,论述了其变负荷性能差的主要原因。计算数据反映的规律符合实际运行情况。     

不同蒸汽流场下凝汽器传热系数的数值计算

针对不同的凝汽器入口蒸汽流场，采用有限差分方法计算凝汽器的传热系数和端差．指出合理的流场会使传热系数增加，为凝汽器设计和改造提供参考．     

管壳式换热器瞬态换热性能分析

通过理论分析，分别以壳程流体、管程流体、管内外壁为研究对象，建立了管壳式换热器瞬态换热数学模型．模型中很好地解决了顺流和逆流同时存在的问题．存此基础上借助于仿真手段对管壳式换热器的瞬态换热性能进行分析，为了减小线性化方法带来的误差以及提高计算的准确度，仿真计算时所采用的数学模型未进行线性化处理，而直接采用非线性化方程进行程序编写．仿真结果与换热器实际运行数据吻合很好，说明所建立的数学模型可用于同类换热器瞬态换热性能分析．通过对换热器瞬态换热性能的分析，町清楚地了解换热器的动态换热特性，为换热器设计及控制提供理论依据．     

纳米流体流动传热性能的实验与模拟研究

为了研究高温冷却条件下,γ-Al2O3-PG90纳米流体作为冷却介质在一车用机油冷却器内的流动传热性能,采用三维k-ε湍流模型,应用块结构网格生成技巧,融合流固耦合研究方法和薄壳导热模型数值模拟了纳米流体的性能,进行了基液与纳米流体的性能对比计算,分析了纳米粒子体积分数对性能的影响,考察了纳米流体物性预测模型的普适性,并研究了将纳米流体视为单相流体进行性能分析的可行性,通过实验测试得到了性能数据.研究发现:与基液相比,纳米流体强化换热效果明显,流动阻力有所增加,随着纳米粒子体积分数的增加,传热性能提高,流动阻力增加,说明该物性预测模型不能普适,当纳米粒子体积分数大于3%时,将纳米流体视为单相流体的性能研究结果与实验数据偏差较大,可能原因是单相流体流动无法反映较多的粒子之间的相互作用.     

辐射离散坐标法在柱形炉膛中的辐射传热计算

利用离散坐标法对圆柱形炉膛辐射传热进行了计算,结果与计算精确的区域法的计算结果符合较好;同时又利用离散坐标法和热流法对旋流燃烧室温度场进行比较计算,结果表明：离散坐标法计算结果与文献中实验结果符合较好;离散坐标法具有较好计算精度,可应用旋流燃烧辐射计算中.     

武汉与重庆典型地质结构下的地埋管换热性能

地埋管地源热泵换热器的换热性能受到不同地质结构的影响。以武汉和重庆地区的典型地质构成为边界条件,建立了三维地埋管的单孔双U管换热模型,通过模型计算,获得了两种地质条件下的地埋管换热性能,以重庆地区的地源热泵热响应测试结果以及工程运行数据出发,对模型的计算结果进行了验证,结果表明,模型吻合度较好,可以应用于工程分析。以模型为条件,进行地质结构对换热性能的影响度分析,预测了两地地埋管地源热泵的换热性能并计算得到换热器的平均换热系数分别为武汉地区K₁=1.65（W/m·K）,重庆地区K₂=1.51（W/m·K）。     

不同螺旋角螺旋折流板换热器壳侧传热性能研究

对两种不同螺旋角的螺旋折流板换热器进行传热测试,利用测得试验数据,根据Kern法推导出这两种螺旋折流板换热器壳程传热系数的近似计算公式.     

钛波槽管水平管外凝结换热的实验研究

在常压条件下,对水平钛波槽管管外凝结换热及流阻特性进行了实验研究.在实验参数范围内,5号波槽管的总传热系数为光管的1.54～1.64倍,而管内水阻约为光管的3.39～4.42倍.通过对实验数据的回归分析,得到了管内对流换热、管外凝结换热及阻力系数的实验关联式.在管径及壁厚一定的条件下,波槽管的节距和槽深有一个最佳组合.根据实验结果,推荐最佳结构参数为(ψ)=0.001 35～0.003 606.结果表明,钛波槽管是实现船用冷凝器小型化较为理想的强化管管型.     

三角锥型纵向涡发生器强化换热性能数值分析

纵向涡发生器做为一种有效的被动式强化传热方法,因简单易于实现而得到广泛应用.文章采用三角锥型纵向涡发生器,通过FLUENT数值模拟软件对此纵向涡发生器的油浸式变压器散热片进行了数值模拟,分析研究了三角锥型纵向涡发生器攻角、高度及排列方式对变压器散热片散热能力的影响,并分析了影响机理.结果表明:自然对流情况下,在三角锥型纵向涡发生器的最佳攻角为90°和最佳高度为10 mm时,能够最大幅度提高自然对流换热效率,可提高其自然对流换热系数6.89％左右.     

虚拟风洞下车辆散热器模块传热性能数值仿真

为提高车辆散热器模块性能和改善动力舱温度场以保证车辆工作性能稳定,依照图纸建立动力舱内、外的三维物理模型,使用热交换模型来代替动力舱内散热器模块,利用CFD数值仿真方法在虚拟风洞中模拟车辆动力舱在标准工况下的传热性能,分析总结散热器、动力舱内外的温度场与流场特点。通过将实验数据与仿真结果对比发现误差在可接受范围内,验证了文中模型的有效性以及分析的准确性。     

具有凸出热源的空调室内的复杂对流换热研究

以空调房间为背景，建立了一侧竖壁有一个发热器、下壁面有两个凸出热源的二维空腔内对流换热的数学模型，并采用了数值计算的方法对不同的加热器温度、送回风方式、进风口空气的参数以及热源强度分别进行了模拟。最后根据计算结果，着重讨论了参数的改变对房间内温度场和流场分布的影响，并比较了不同空调方式条件下房间内的温度和气流分布。该研究对实际的工程应用有一定的指导作用。