等离子喷涂枪喷嘴不同水冷方式的数值分析

为了分析等离子喷涂枪喷嘴水冷却系统的冷却效果,减少喷嘴的烧损现象,利用FLUENT数值模拟软件,基于计算流体动力学和数值传热学的方法,采用压力耦合方程组的半隐式算法(即SIMPLE算法),在保持喷嘴水冷却系统结构不变的情况下,设计了第1种水冷方式;通过调换进、出水道位置形成第2种水冷方式;在此基础上,理论设计了另外2种水冷方式,着重建模分析了喷嘴壁面温度场和其不同水冷方式下的速度场.通过比较得出了较合理的水冷方式,减少或消除了冷却死水区域,达到进一步冷却喷嘴的目的,同时分析了后2种方式应用于实际的可行性.分析结果表明,采用数值模拟技术能够比较准确地模拟喷嘴水冷却系统的有关特性,可进一步优化设计喷嘴水冷却系统.     

城市污水换热特性研究

为了解决城市原生污水低品位热源利用系统换热计算问题,依据污水的流变特性解析求解了定热流条件下圆管内污水的速度场和温度场,并获得了换热准则关系式.采用工程现场实验与理论计算的方法对圆管中污水的流动特性与换热能量方程进行了分析.结果表明:对于具有幂率流特征的城市污水,在广义雷诺数为4000～20000时圆管内紊流区的速度分布为v+=2.51lny++5.7;过渡区为v+=5.11lny+-3.22;层流区为v+=y+;与同条件下清水相似;而温度场较清水更复杂;对流换热准则关联式为Nuh=0.0196Reh0.91Pr0h.15.     

电力变压器铁芯温度场分布的数值模拟及分析

应用ANSYS有限元软件的顺序耦合法,分析了变压器的电磁场分布,并将电磁场分析结果作为热生成率载荷,得到干式电力变压器铁芯的内部温度场分布.该方法可有效减少变压器的设计成本,也可以对已运行的设备进行电磁场和热场分布的分析.     

底部局部辐射加热窑炉内温度场数值模拟

提出了底部局部辐射加窑炉内温度场数值分析的控制方程组，分别对平面加热及半圆柱形加热面两种算例进行了数值计算，得了影响烤花烤窑炉内温度场均匀性的主要因素和有加热面发射率，加热面形状，加热面相对位置及窑炉墙体热阻和墙体与外界的换热热阻。     

双层微梁结构谐振器中波动温度场的研究

针对两端固定双层微梁结构谐振器,利用格林函数,求解了一维热传导时梁中的波动温度场分布函数.通过解析模型计算结果与有限元数值模型计算结果的比较,验证了所得解析模型的有效性,并讨论两种模型的优缺点.研究结果表明:波动温度的幅值仅为平衡温度的0.06％左右,由于波动温度场产生的热应变也非常小;激振频率对波动温度场的影响非常大;微梁的总长度与材料比对温度场也有影响.     

考虑多地层相变的地铁联络通道三维冻结温度场数值模拟

地铁联络通道冻结法施工地层一般为多地层,各地层相变潜热具有差异性,尤其是富水卵砾石层差异较大,目前分析普遍考虑单一地层或极少数地层相变潜热,难以反映真实情况。依托南宁地铁联络通道冻结法施工工程,建立三维瞬态导热模型,并考虑多地层相变潜热,对联络通道的冻结温度场进行探究。结果表明,积极冻结约20 d,冻结圆柱逐渐增加并开始交圈;冻结43.22 d后,冻结帷幕的平均温度下降至-10℃以下。现场温度实测值与数值模拟结果温降趋势基本一致,与模型试验相差较远。     

非晶合金凝固过程模拟与界面换热关系

为了准确模拟块体非晶合金凝固过程的温度场,对浇注温度为840℃的非晶合金凝固期间的温度场进行了数据采集.根据界面换热模型与热量守恒定律建立了液固相与铜模之间的界面换热关系式,从而实现了对非晶凝固温度场的模拟.结果表明,合金与铜模之间的界面换热系数随温度的增加而增大.合金在液态阶段降温曲线的模拟值与实测值基本吻合,且当凝固温度降至500℃后,二者偏差也较小.利用界面换热模型并结合实测温度场可以表征非晶合金凝固时的界面换热关系.     

环境温度对高速列车齿轮箱温度场的影响

针对中国高铁发展现状以及所面对的运行环境,利用某型号高速列车传动齿轮箱为研究对象,采用半经验公式分析不同环境温度下齿轮箱对流换热系数的变化,建立箱体传热数学模型.利用Fluent对齿轮箱在不同环境温度下进行温度场仿真模拟,得出环境温度变化对齿轮箱温度场的影响趋势.     

基于聚醚醚酮保持架的角接触球轴承特性仿真

针对高速重载工况下轴承保持架产生的问题导致轴承接触区摩擦温度升高,甚至诱发轴承失效的情况,将采用聚醚醚酮(PEEK)材料设计的带有突出侧梁结构的新型保持架装配的7014型号角接触球轴承与传统的胶木材料保持架轴承进行了对比分析。应用Fluent软件建立有限元模型进行数值分析,并通过轴承温升试验验证了数值模拟的正确性,研究了在不同工况下PEEK保持架的新结构对轴承腔内气流场的影响以及新材料对轴承温度场的影响,验证了PEEK轴承保持架的良好工作性能。     

三维温度梯度场中本征声线轨迹的求取

为了降低声波在温度梯度场中的折射现象对声学CT法温度场重建精度的影响,研究了温度梯度场中声波的真实传播路径,即本征声线轨迹,提出了一种三维本征声线出射角确定法.利用正三棱锥前向展开法,在单峰、双峰模型温度场中进行了三维本征声线追踪.结果表明,三维温度梯度场中的声线轨迹有明显弯曲,该三维本征声线轨迹求取法可用于复杂三维温度场中实际声线轨迹的确定,并有望应用于三维温度场声学CT重建系统中.