ITER极向场线圈过渡馈线冷屏的结构优化与传热耦合分析

国际热核聚变实验堆磁体馈线系统是连接杜瓦内部的磁体线圈和杜瓦外部之间的冷源、电源以及控制系统的重要通道,其主要作用是为磁体线圈供电、冷却和测量控制诊断。本文通过理论传热计算、利用有限元分析软件ANSYS进行热分析和温度-结构耦合分析,对处于特殊低温与真空环境的辐射冷屏进行了结构优化,保证了系统的安全运行,为降低冷屏热应力和4.5 K温区的热负荷、减小整个系统的热漏指明了方向,为下一轮冷屏结构设计提供了可靠的依据。     

EAST超导托卡马克冷屏的结构设计及受热分析

EAST是一个拥有全超导磁体系统的托卡马克实验装置.为有效减少来自真空室和外真空杜瓦的辐射热以及支撑的传导热等各项热负荷,超导纵场磁体和极向场磁体被约80 K的真空室冷屏(内冷屏)和外真空杜瓦冷屏(外冷屏)所包容,从而保证磁体运行的稳定可靠.运用大型有限元分析程序ANSYS和FLUENT,对冷屏的受热状况进行了数值分析,为其结构设计和低温制冷方案的制定提供可靠的理论依据.     

国际热核聚变反应堆馈线系统线圈终端盒冷屏热性能分析及实验研究

线圈终端盒是保证国际热核聚变实验堆装置可靠运行的关键部件之一,为磁体系统与低温车间、电源大厅、数据采集系统和低温控制元件提供4.5K的超低温工作环境。线圈终端盒内设有80K冷屏,以吸收室温环境对其内部工作空间带来的辐射热负荷。本文首先根据传热学原理对线圈终端盒冷屏热性能进行理论分析,确定了冷屏的结构型式,然后再对线圈终端盒冷屏结构建模,利用有限元流固体耦合分析软件FLUENT进行了数值模拟仿真分析,最后以设计分析结果为依据制作1∶1线圈终端盒整体实验系统进行实验验证,并对实验数据和数值模拟结果进行了分析比较,结果非常吻合,为下一轮冷屏结构的设计及大规模生产提供了可靠的依据。     

ITER边校正场线圈测试冷屏结构设计与数值模拟北大核心CSCD

针对国际热核聚变实验堆(ITER)边校正场线圈测试过程的重要装置-冷屏进行结构设计、理论计算与数值模拟。选择的冷屏面板材料为6061铝合金;确定的冷却管截面为外方内圆的结构型式,其布置间距为450 mm;采用的为G10复合材料加工而成的多层叠片式柔性结构支撑件。为验证设计合理性,对冷屏各部件进行仿真分析,并通过理论计算得出冷屏表面热负荷大小,最后利用有限元方法对冷屏整体结构传热性能进行数值模拟。结果表明:冷屏部件结构强度满足材料屈服极限;热负荷理论计算结果符合技术要求;冷屏表面温度分布均匀。此设计为后续边校正场线圈测试过程提供了理论参考和技术支撑。     

超导磁体低温恒温器冷屏设计与测试

现有的超导磁体系统中冷源与冷屏的距离较远,为了实现远端冷屏的有效降温,采用液氮为冷却介质,并通过冷源提供的冷量与冷屏热负荷实现冷却介质的热虹吸效应.对冷屏的冷却管路布置进行了有限元分析,预测了冷屏的稳态温度分布情况.冷屏降温测试表明:通过液氮强迫降温,冷屏可快速冷却至80 K,冷源开启后,液氮管路中形成热虹吸效应,可使...     

EAST内冷屏降温过程瞬态温度场和热应力分析

基于EAST内冷屏降温过程的安全问题,验证目前50K控制温差的合理性。运用有限元软件ANSYS计算了降温过程中冷氦流在50K进出口温差下内冷屏的温度场和热应力分布,以及总应力的大小,计算结果表明当前的控制参数是合理的。     

配电网馈线自动化系统的研究

本文主要通过系统地对配电网自动化的介绍,详细地阐述了馈线自动化系统的各个部分,使大家对馈线自动化有更深入的了解。     

EAST托卡马克装置冷屏的真空要求与受热分析

冷屏是EAST超导托卡马克核聚变实验装置的重要部件之一。对冷屏系统的氦泄漏漏率做了计算,介绍了其检漏实践;采取有限元法对内冷屏的受热状况进行了计算分析,以验证内冷屏氦冷却管道设计方案的可靠性。     

分子磁体研究

分子磁体是指通过有机、有机金属、配位化学和高分子化学方法在低温下合成的磁性材料。以所研究的配合物为例阐述分子磁体方面的一些进展。对一些合成的顺,反式-三唑铁(Ⅱ)衍生物(T_c～250K)的研究表明,配体的定位对结果影响很大。作为信息记录材料,除了自旋突变外、还希望滞后效应。基于对自旋转换配合物的介稳态进行了快速和磁诱导的协同效应研究。通过合成的几个典型氰基桥联配合物,研究在低于居里温度下的磁学性质,例如铁磁性和磁滞回线,交流磁化率虚部对温度的依赖性,零场冷却(ZFC)和场冷却(FC)时磁阻塞温度,以阐明它们的单分子磁体特性。展望了自旋电子学,手性磁体等这类和材料科学、合成化学、凝聚态物理进一步结合的跨分支学科,必将在不久的将来取得重要的突破。     

基于能量法的被动柔性棚洞防护结构设计理论

由于被动柔性棚洞防护结构缺少相关的设计理论,为此,首先将复杂的结构转化为简单的力学模型,通过增量变刚度法分析了钢拱架变成机构的力学行为,明确了钢拱架与钢绳索的屈服机制,研究了钢绳索耗能与钢拱架极限承载力,建立被动柔性棚洞防护结构的耗能计算原理,为柔性棚洞结构提供了基于能量法的设计理论。然后,结合工程实例,进行有限元分析与理论计算的结果对比,验证基于能量法的设计理论的准确性。最后,根据提出的基于能量法的设计理论,给出了关于柔性棚洞防护结构方案设计与选型方面的建议。研究结果表明：工程实例的理论计算结果与有限元分析结果较吻合;在选型方面,为提高整体结构耗能,应使钢绳索先于钢拱架屈服,并加大钢绳索使用长度及屈服拉力;抛物线式钢拱架极限承载力高于同等条件下其他形式钢拱架,应优先选用。     

空间液氦制冷器隔热屏蔽系统设计及优化

以空间液氦制冷器为研究对象,介绍了空间液氦制冷器隔热屏蔽系统的设计思路以及方法,设计了一套以气冷屏为主、包括真空多层绝热和隔热支撑结构在内的隔热屏蔽系统,并编制数值计算程序对其进行了优化。计算结果显示了气冷屏尺寸是影响制冷器内部温度场以及内胆热负荷的关键因素,提出了气冷屏尺寸的优化结果。     

盾构在掘进过程中的力学分析与载荷预估

该文分析了盾构在掘进过程中的总载荷,将其分为基准载荷与掘进载荷,提出一种基于力学分析的可有效描述地质参数、操作参数及结构参数影响规律的盾构载荷计算方法。在计算掘进载荷时,建立了反映盾构刀盘与土体在掘进界面上耦合作用的刀盘接触载荷近似计算模型。通过天津地铁工程的载荷实测数据与基于该文提出方法得到的载荷计算结果比对表明:该方法可用于估算盾构掘进过程中的总载荷,并可用于近似描述地质条件、操作状态及刀盘结构等重要工程参数对载荷的影响,为盾构设计及施工提供了一种可行的工程载荷计算手段。     

NBI低温冷凝泵液氦杜瓦的热力分析与工程设计

降低中性束注入器低温冷凝泵的LHe消耗率,是进行低温冷凝泵设计时应考虑的核心问题之一。通过对NBI低温冷凝泵的LHe杜瓦进行热力分析,确定了影响杜瓦内LHe蒸发率的关键参数。探讨了降低LHe蒸发率的措施,依此确定了在工程设计中为达到减小LHe蒸发率、提高泵运行经济性可采用的结构形式。     

盾构隧道管片衬砌的平板壳-接缝元-地基系统模型研究

基于Mindlin平板理论及钢筋混凝土分层组合式模型,提出了平板壳-接缝元-地基系统模型.模型以所构造的接缝元模拟管片衬砌间力的传递,可体现管片中钢筋、接缝处各种构造对衬砌结构力学性能的影响.模型在对管片接缝的模拟中以较容易确定的止水、衬垫、螺栓和混凝土等材料的力学及几何指标替代了传统方法中不易确定的接缝刚度指标,可更...     

盘管式储冰装置设计的理论分析

建立了盘管式储冰装置的传热模型，得出了实际工程中保持机组满负荷运行工况下乙二醇进出储冰槽温度的变化曲线、盘管上冰的厚度随时间的变化曲线以及储冰槽逐时储冷量与总储冷量随时间的变化曲线，认为这一探讨有疬于冰储冷装置的设计和系统的控制运行。     

NUMERICAL STUDIES OF THE THERMAL DESIGN SENSITIVITY CALCULATION FOR A REACTION-DIFFUSION SYSTEM WITH DISCONTINUOUS DERIVATIVES

The aim of this study is to find a reliable numerical algorithm to calculate thermal design sensitivities of a transient problem with discontinuous derivatives. The thermal system of interest is a transient heat conduction problem related to the curing process of a composite laminate. A logical function which can smoothly approximate the discontinuity is introduced to modify the system equation. Two commonly used methods, the adjoint variable method and the direct differentiation method, are then applied to find the design derivatives of the modified system. The comparisons of numerical results obtained by these two methods demonstrate that the direct differentiation method is a better choice to be used in calculating thermal design sensitivity.     

剪切波作用下盾构隧道地震效应的拟静力分析方法研究

针对均质土层中圆形盾构隧道在水平剪切波作用下的地震响应分析问题,在获得隧道周边自由场剪切应力的基础上,利用弹性中心法和空洞复变函数,给出了深埋盾构隧道在土层结构界面滑移和不滑移情况下的解析分析公式;并建立相同条件的等效刚度数值分析模型和考虑接头效应的有接头分析模型进行对比。研究表明：等效刚度拟静力法与等效刚度数值法所获得的剪切地震波作用附加弯矩、附加轴力分布形态及其最大值发生位置都具有良好的一致性;在三种方法获得的附加弯矩和附加轴力当中,等效刚度拟静力法最大,等效刚度数值法次之,有接头数值法最小;土层结构界面滑移相对不滑移而言,附加轴力偏小、附加弯矩偏大;等效刚度拟静力法结果偏于安全,公式简便,考虑界面滑移时更加接近实际,故可推荐考虑滑移条件的等效刚度拟静力法作为深埋圆形盾构隧道的抗震设计方法,并与常时荷载静力分析结果叠加后进行配筋设计。     

COMPROMISE: AN EFFECTIVE APPROACH FOR SOLVING MULTIOBJECTIVE THERMAL DESIGN PROBLEMS

In this paper, the application of the compromise Decision Support Problem Technique to the design of a Rankine power cycle to be used in a solar powered irrigation system is described. The system consists of a solar collector cycle coupled with a simple Rankine cycle. The uniqueness or the present approach lies in the interfacing of the thermal system simulation routines with a multi-objective optimization algorithm^1.2, as opposed to the traditional iterative design procedure. The problem, though simple in a mathematical sense, is complete in that it is representative of the complexities associated with the design or thermal systems dealing with thermodynamic property changes.