基于ABAQUS的低温风洞扩散段结构-热耦合仿真研究

摘要

为考察低温风洞在降温过程中的热机耦合特性,确保风洞运行的安全性,推导了风洞运行参数对对流换热系数的影响,使用圆管内湍流对流换热系数经验公式,计算实际工况下扩散段的对流换热系数曲线;分别使用实体单元和壳单元建立风洞扩散段有限元模型,研究不同类型单元仿真结果的差别;分别使用实际工况下对流换热系数曲线和设定值对扩散段进行热机耦合分析,研究对流换热系数改变对仿真结果的影响;最后,对上述仿真结果进行量化分析.研究结果显示:(1)使用壳单元替代实体单元建立有限元模型进行仿真,对于本次研究,温度场、热应力和变形位移差别在10％左右;(2)对流换热系数改变对壳单元模型分析结果影响更大,实体单元模型次之;扩散段关键部位温度场影响较大,应力场次之.