3D and simplified pseudo-2D modeling of single cell of a high temperature solid oxide fuel cell to be used for online control strategies

In the current study, a single cell of a planar SOFC is firstly modeled in 3D using commercial SOFC module of ANSYS Fluent and the results are validated against the experimental investigations in the literature. Many researchers have used ANSYS Fluent for simulating solid oxide fuel cells. However, there is a huge gap in the literature on explaining the detailed procedure that should be followed in order to use this software effectively. A thorough step-by-step approach is presented to provide a deep insight into the software. Thereafter, a simplified quasi-2D method with infinitely shorter computational time is developed and the results are compared with the 3D model. It is found that the reduced model is capable of being utilized as an alternate method for both online diagnosis and designing active control strategies.     

聚合物基复合封装材料导热性能的参数仿真

鉴于聚合物基复合封装材料导热性能传统研究方法的不足(效率低、预测模型不合理等),提出了一种基于VC++结合ANSYS和MATLAB联合编程的方法,对聚合物基复合材料的导热性能进行参数化有限元分析。用户只需要在由VC++开发出来的人机交互界面上输入复合材料的相关导热参数,即可由ANSYS与MATLAB相互协作完成导热模型的构建、模型导热率的数值仿真、结果输出的可视化处理等一系列工作。通过分析氮化铝填充环氧树脂复合材料的导热性能,检验了该方法的可靠性。研究结果表明,该方法不仅能够有效地预测实验结果,而且还方便易用。     

红外焦平面探测器中间层杨氏模量提取研究

为系统研究热冲击下InSb焦平面探测器的形变规律,需借助多层材料形变分析方程组求得其形变解析解。本文在分析、模拟双组份弹性材料均匀混合后其等效杨氏模量随体积分数变化趋势的基础上,借助有限元软件ANSYS对InSb焦平面探测器中间层等效杨氏模量的提取进行系统研究。分析结果表明,直接采用线弹性材料模型模拟的结果与真实材料的等效杨氏模量相去甚远,需用黏塑性模型方能给出符合实际的中间层等效杨氏模量;在InSb焦平面探测器典型结构设计中,中间层的等效杨氏模量随体积分数的演化规律可用线性方程描述,这为后续探测器结构优化提供了理论分析模型支撑。     

基于ANSYS的索穹顶施工过程逆向模拟分析

以实际工程为背景,采用非线性有限元法对索穹顶施工过程进行了逆向模拟分析,通过改变索长实现结构的整体提升,索长改变通过施加温度荷载实现。在ANSYS中建立了索穹顶的索杆梁有限元模型,主动索和辅助索为2节点索单元即link10单元,被动索采用多段的link10单元来模拟,撑杆为link8单元,内环梁为beam4单元。利用ANSYS中强大的APDL编程功能开发了索穹顶结构施工过程逆向模拟分析程序,为整体提升技术在大跨度索穹顶结构中的应用提供了有益的参考。     

不同应变速率下高强混凝土裂缝数值分析

基于C50混凝土在不同应变速率下的单轴抗压试验结果,利用ANSYS软件中的Solid65单元建立混凝土试件的有限元计算模型,较真实的模拟混凝土在四种不同应变速率下由开裂到破坏的变化情况,通过程序计算得出混凝土试件的裂缝发展图和混凝土试件的破坏形态,探究混凝土的破坏机理,为进一步研究混凝土的力学性能提供设计理论依据。     

面状腐蚀管道承压能力的仿真分析

埋地原油输送管道经常受到原油、土壤等腐蚀,管道内外壁会出现不同形状的腐蚀缺陷,因此会产生应力集中,并削弱管道承压能力,必须对其进行剩余强度评价.本文应用ANSYS软件对含外壁腐蚀管道进行分析计算,得到不同缺陷尺寸的管道在内压作用下的Mises应力,得出腐蚀参数与等效应力的关系曲线,结果表明,有限元法对于分析管道的剩余强度是可靠的,可为外壁腐蚀管道的安全评价提供较为准确和经济的相关依据.     

桥梁同步顶升过程数值分析和试验

为不改变原桥结构受力状态更换破损支座,文中采用ANSYS模拟同步顶升过程,分析顶升不同高度时对主梁的影响,确定顶升方案及分级顶升高度,明确顶升过程中支座反力及主梁位移的变化规律,使顶升过程中结构始终处于受力最有利状态,为同步顶升监控提供理论依据,确保顶升过程结构安全,为日后同类型桥梁顶升更换支座提供参考。     

栓焊混合连接狗骨式梁柱钢节点残余应力有限元分析

焊接作为结构连接的一种重要形式被广泛应用于钢结构中.焊接过程中由于温度梯度产生的焊接残余应力,给实际工程安全带来很大的威胁,所以研究钢结构在焊接过程中产生的残余应力是十分必要的.利用有限元数值模拟软件ANSYS建立狗骨式梁柱节点顶底角钢、焊缝、螺栓混合连接的三维有限元模型,模拟梁柱节点焊接的温度场,在热弹塑性理论基础上求解焊接残余应力.结果表明：构件在焊接过程中主要受拉,并且在不同位置的应力各不相同.由于狗骨式节点的存在,削弱了节点对梁部分的约束.在梁上翼缘螺栓上出现焊接残余应力的最大值,在腹板角钢与柱连接的中间螺栓处出现最小值.这与规范中的规定基本相符.     

简支箱梁桥面沥青混凝土铺装力学特性有限元分析

该文利用有限元数值模拟方法对简支箱梁桥沥青混凝土桥面铺装进行分析,计算不同弹性模量及铺装层厚度时铺装层间应力变化规律,认识沥青混凝土桥面铺装层受力基本特性,得出铺装层厚度的合理范围,指导沥青混凝土桥面铺装层的设计和施工。     

Using a permanent magnetic field to manipulate the separation effect of a dense medium cyclone

To manipulate the separation density of a dense medium cyclone (DMC), different arrangements of permanent magnets were attached on the outside of the cyclone. Separation tests were performed and the results showed that, with the increasing magnetic field intensity, the products densities decreased with magnetite only, and the separation density first increased and later decreased. The simulation analysis indicated that the presence of a magnetic field in the lower conical section of the cyclone can decrease the separation density, because of the downwards movement of the magnetic medium. This paper proposed a new magnetic manipulation method for separation density and also will be an innovative way to increase the capacity of the equipment.