温度场仿真

摘要： 针对微观组织的调控相关问题,构建了IN718材料激光选区熔化(selective laser melting,SLM)温度场仿真的三维有限元模型,研究了激光功率和扫描速度对熔池温度场和凝固机理的影响,进而预测增材制造材料的微观组织,为微观组织的调控提供理论依据。首先分析了激光功率和扫描速度对熔池尺寸的影响,分析了不同工艺参数下熔池温度场的变化;其次基于温度场的仿真结果,计算不同工艺参数下熔池固液界面处温度梯度和凝固速度的变化,分析凝固过程中柱状晶向等轴晶的转变条件,预测熔池不同深度上的微观组织。研究结果发现提高激光功率有利于等轴晶的形成,而扫描速度对等轴晶厚度占比影响不大,另外降低激光功率和提高扫描速度将促使形成的微观组织尺寸更细小。

摘要： 喷头组件温度控制影响着FDM 3D打印机的材料形态,从而对打印效果有着重要的影响。以自制FDM 3D打印机喷头组件为研究对象,PLA为测试用材料,根据散热片设计准则完成叶片式、涡轮式和川式散热片的设计;以瞬态温度传热理论为基础,利用ANYSY完成瞬态热仿真;使用接触式测温仪完成涡轮式散热片5个测试位置的温度测试。结果表明:散热片的形状及布局对喷头组件散热效果影响较大,对于风扇上置的强迫风冷结构,曲面辐射状布置的散热片更有利于导风,散热效果较好;涡轮式散热片喉管(加热块与散热块之间)处热流密度较大,温度自下而上递减明显,喉管处温度可降低约51.6%,散热效率高。

摘要： 对于风冷冰箱,风道作为连接蒸发器和各间室、输送冷量的部件,与冰箱的制冷效率和整机能耗息息相关。通过对某司一款380 L的两门单系统风冷冰箱的冷冻风道进行仿真分析,找到影响冰箱冷量和能耗的影响因素;通过优化,将原有冷冻外循环的送风方式改为内循环,减小送风的冷量外泄、提高送风冷却效率,从而达到降低能耗1.27%、3.38%的效果。

摘要： 针对电主轴运转过程中流量设计对主轴温升、寿命影响的问题,对电主轴冷却系统流量对主轴温度的影响进行了仿真分析和测试研究。首先,基于实际的电主轴使用情况,将其工况划分为低转速小扭矩、空载最高转速、低速最大扭矩3种工况,并对不同工况下主轴各关键部件的发热量进行了计算;然后,建立了主轴整机的温度场有限元仿真模型,将最佳流量的分析细化至了主轴的常用切削工况上,同时为避免主轴因流量供给不足造成寿命缩短、故障等问题,提出了最低流量的计算方法;最后,搭建了电主轴温升试验测试平台,对常用工况下主轴各关键部位的温升进行了测试,结合试验结果对仿真模型进行了误差验证。研究结果表明:仿真结果与试验测试之间的误差小于5%,证明电主轴仿真模型具有可靠性;常用工况下电主轴最佳冷却流量为8 L/min,恶劣空载时最低流量为0.4 L/min,恶劣负载下最低流量为0.67 L/min;该结果可为电主轴实际运转工程中的流量设计提供理论依据。

摘要： 动力电池包是电动汽车的核心模块之一,有严格的安全性和轻量化的要求,必须通过规范的结构分析和优化来实现。简述动力电池包发展现状、总装结构设计要点以及结构设计流程,总结其结构动力学分析和温度场仿真模拟的研究进展,明确指出建立精细化有限元模型、进行温度场模拟的电池包动力学性能分析与结构优化是进一步提高电池包研发水平的重要方向。

摘要： 126 kV GIS设备作为城市电网建设中的重要设备,需要更加小型化来降低变电站的土地使用面积,而温升是制约设备小型化的关键因素之一。文中建立126 kV GIS三相共箱型隔离开关及母线电磁⁃热⁃流耦合三维模型,通过对开关设备总体发热和散热研究,分析了三相共箱型结构不同布置方式产生的不同功率损耗,并基于温度场仿真研究得到了各零件的温升分布。该隔离开关及母线按照国标要求通过了温升型式试验。将温升仿真结果与试验结果进行对比,仿真误差小于10%,验证了仿真的准确性,为三相共箱型GIS开关设备的小型化设计提供有效的理论和技术支撑。

摘要： 针对企业数据中心(EDC)机房热环境模拟的需求,文章在基本控制方程及湍流近似模型的基础上,引入了RNG k-ε计算模型,解决工程常用的标准k-ε模型在压力梯度较强的复杂湍流应用场景下精度较差的问题,用于以机房为对象的温度场仿真;为更进一步准确模拟机柜内热环境,以机柜为对象进行建模,并利用上述理论进行温度场仿真;通过集成控制系统完成机房内温度数据监测并与仿真数据对比,在以机房为研究对象的热环境模拟中,所使用方法达到了95%以上监测点温度误差在1.5°C内的效果,在以机柜为研究对象的仿真中,机柜内最高温度误差为1°C。并进行了280小时的连续工作验证实验,证明所使用仿真方法能够有效地完成机房及机柜的热环境模拟。

摘要： 精锻厂房现有的通风方式为自然通风,考虑到内部10台中频炉发热和太阳辐射对工厂内部温度的影响,通过COMSOL对室外温度为35°C时不同风速下工厂室内的温度场进行仿真分析,确定了10个中频炉对室内温度环境的影响,得到锻造区中间过道处的温度分布图。通过对室外温度为26°C时不同风速情况下对室内温度情况的仿真,得出室外温度为26°C时不同换气次数对室内温度的影响,确定精锻厂房的机械通风次数,为后续机械通风的构建打下基础。

摘要： 为提高电机气隙磁密的正弦度以提升电机的性能,将Halbach阵列应用于直驱式外转子永磁同步风力发电机。设计了一台1.2 MW直驱式永磁同步风力发电机,通过有限元法对比分析了不同Halbach充磁阵列和传统径向充磁阵列电机的气隙磁密及感应电势波形,仿真结果显示45度Halbach永磁阵列永磁电机的气隙磁密波形和感应电势波形的正弦度最高且谐波含量最低,发电效果最佳。针对45度Halbach阵列永磁同步风力发电机进行了温度场仿真,结果表明,电机不存在局部过热情况,设计的Halbach阵列永磁同步风力发电机能够稳定运行。

摘要： 以典型燃油舱为研究对象,基于ANSYS Workbench进行温度场仿真,以加热到某一温度值所消耗的时间为计算目标,对防冻措施的可靠性及效率进行验证,并对该燃油舱柜的防寒措施采用BBD响应面优化算法进行优化,并通过非线性拟合找到设计参数和计算目标之间的关系。结果表明:温度场仿真得到了加热效率最高的加热盘管结构参数,达到了缩短时间、提高加热效率的目的,为极地邮轮的燃油舱防冻技术提供工程参考。

摘要： 对于发动机舱热管理分析,一维三维耦合的解决方案适用于某些边界条件缺乏试验数据支持的仿真,既可应用于车型设计阶段预测冷却系统布置,也可应用于已有车型模拟与试验对比,以及预测改款车型布置.这种解决方案可以有效得缩短研发周期,提高生产效率.本文以某车型为例,首先使用ANSYS Fluent软件建立三维数值模型进行流场仿真,以流场风量结果为依据使用GT-SUITE软件进行一维模拟,标定进气格栅流量系数,分析冷却系统匹配,冷却模块布置的影响,得到的冷却模块发热量等信息再传递给三维模型,进行流场温度场仿真,分析详细机舱模型.三维仿真网格模型由自动化网格流程生成,前处理仿真效率大幅提升.耦合方法使得仿真与试验匹配度更高,计算结果与试验结果吻合良好.

摘要： 由于真空玻璃的导热系数测量复杂,本文提出一种基于非稳态传热过程的软测量表征真空玻璃导热系数的模型.首先,在连续介质与半无限大物体的前提下,采用能量守恒定律与拉普拉斯变换法,对数学物理模型进行求解,建立非加热面的中心温度计算公式.然后,利用数值仿真软件FLUENT对物理模型进行温度场仿真.仿真结果表明:检测时间少于5min,达到节约时间的目的;为保证温度测量准确,取多个测量点的测量值;为减小测量误差,采用圆形加热片时,加热片的半径与真空玻璃厚度之比要大于3.这些为后续研究真空玻璃导热系数与温度变化之间的关系奠定一定的理论和应用基础,对实验有指导意义,为真空玻璃导热系数的在线检测和其过程的优化控制提供指导.

摘要： 由于高速走丝电火花线切割加工机理较为复杂,因此本文借助有限元软件进行分析,使用ANSYS12.0通过APDL语言进行参数化仿真,研究峰值电流与脉宽的比值,电流上升斜率等电参数对电极损耗的影响。

摘要： 托圈在工作过程中受到的应力主要包括机械应力和热应力，热应力在托圈应力中占主导地位，定量分析热应力的首要前提是较准确的确定部件的温度场。建立包括托圈、炉体与托圈连接装置的整体模型，在各连接处设置接触单元，考虑热传导、对流和辐射三种传热形式，并调整温度场仿真中的一些参数，进行温度场仿真计算，使得仿真结果与实测结果接近;再采用间接法计算得到托圈在最大倾动力矩时得的热一机械应力。计算结果表明：托圈机械应力整体水平不高，不会引起托圈产生裂纹，温度应力在总应力中所占份额较大，是造成托圈断裂的主要因素，在热冲击和表面加工质量的影响下，造成断裂失效。

摘要： 本文利用有限元方法对SMA/Si复合驱动膜的温度场进行了仿真研究.研究表明,在周期性加热情况下,在驱动膜稳定工作后,Si框的温度会稳定在一个与膜内温度相当的较高值,而驱动膜内各处温度则在一固定的范围内随电脉冲周期振荡,各处振荡的幅度差别很大,中心温度的振幅最大.在驱动膜内存在较大的温度梯度,在膜框结合处附近的温度梯度最大.

摘要： 本文以某民用直升机为对象,研究了机舱内热载荷的计算方法.并以计算结果为依据,确定了该型民用直升机蒸发循环系统的设计方案.最后应用STAR-CCM+流体仿真软件对机舱内部的温度场、流场进行了仿真分析,得出了机舱内温度场和流场的分布结果,验证了该民用直升机蒸发循环系统设计的可行性和有效性,各项性能指标均满足设计要求.

摘要： 本文以某民用直升机为对象,研究了机舱内热载荷的计算方法.并以计算结果为依据,确定了该型民用直升机蒸发循环系统的设计方案.最后应用STAR-CCM+流体仿真软件对机舱内部的温度场、流场进行了仿真分析,得出了机舱内温度场和流场的分布结果,验证了该民用直升机蒸发循环系统设计的可行性和有效性,各项性能指标均满足设计要求.

摘要： 本文以某民用直升机为对象,研究了机舱内热载荷的计算方法.并以计算结果为依据,确定了该型民用直升机蒸发循环系统的设计方案.最后应用STAR-CCM+流体仿真软件对机舱内部的温度场、流场进行了仿真分析,得出了机舱内温度场和流场的分布结果,验证了该民用直升机蒸发循环系统设计的可行性和有效性,各项性能指标均满足设计要求.

摘要： 本文以某民用直升机为对象,研究了机舱内热载荷的计算方法.并以计算结果为依据,确定了该型民用直升机蒸发循环系统的设计方案.最后应用STAR-CCM+流体仿真软件对机舱内部的温度场、流场进行了仿真分析,得出了机舱内温度场和流场的分布结果,验证了该民用直升机蒸发循环系统设计的可行性和有效性,各项性能指标均满足设计要求.

摘要： 以热传导方程为基础,对半导体泵浦激光器温度场形态进行了理论分析；并对半导体泵浦激光器在不同冷却方式下的温度场进行了仿真计算与研究,从中优选出一种冷却效果最好的热设计方案,通过将试验结果与仿真分析数据进行对比验证,证明仿真分析数据是可信的。该研究成果为数字仿真技术在半导体泵浦激光器热设计中的应用提供了技术途径.

摘要： 本发明涉及一种基于多物理场耦合仿真优化的涡轮叶片非均匀温度场调试方法，步骤为：(1)建立涡轮叶片三维模型，根据涡轮叶片温度考核要求，确定叶片外壁工作温度范围；(2)对电磁线圈进行参数化建模，分析线圈几何参数灵敏度，选取设计变量；(3)对设计变量抽样，计算每组抽样点下叶片考核截面考核点的外壁温度，重复计算，由全部抽样点及模拟结果生成代理模型；(4)在满足考核点温度范围要求的参数组内选取与危险点考核温度误差最小的参数组，作为电磁线圈设计参数；(5)利用步骤(4)参数通过3D打印技术制作电磁线圈。本发明节省大量试验成本、提高试验操作安全性、提高试验效率。

摘要： 本发明公开了一种大型双水内冷同步调相机的定子温度场流体场简化仿真方法，包括以下过程：根据大型双水内冷同步调相机的实际结构，建立大型双水内冷同步调相机的定子的仿真模型；将仿真模型中各导热体简化为一个整体的导热体，得到简化仿真模型；对简化前后的仿真模型进行仿真得到温度场、流体场结果。对比简化前后得到的温度场得出两者差别不大，而温度场是受流体场影响的，因此简化前后得到的流体场差别也不大，因此证明了简化后的仿真模型可以很好的体现同步调相机的定子温度场流体场。本发明通过简化大型双水内冷同步调相机定子模型可以在确保能反映定子温度分布的情况下简化计算模型，在兼顾精度的情况下提升计算速度。

摘要： 本发明涉及多场有限元仿真的密封电磁继电器温度场分析方法，包括如下步骤：基于理想等效法，使用UG建模软件构建密封电磁继电器整机实体模型；将该模型导入ANSYS有限元分析软件的热电耦合仿真模块中，通过设置各组件材料的物理参数、仿真计算时的单元类型以及网格的划分方法建立出密封电磁继电器的理想等效仿真模型；分别对密封电磁继电器的主要热源组件控制线圈和接触系统进行产热分析计算，基于传热学原理对密封电磁继电器进行散热分析，完成热电耦合仿真计算时载荷与边界条件的施加。基于已设置好载荷与边界条件的理想等效仿真模型，计算得到环境温度与电流强度对继电器长期工作制下的稳态温度场和短时工作制下的瞬态温度场的影响情况。

摘要： 本发明公开了一种温度场检测装置、竖窑和温度场的检测方法，用于检测竖窑燃烧区的温度，竖窑的侧壁具有贯通的测温孔，温度场检测装置包括保护管和温度传感器，保护管用于插设于测温孔内，保护管的一端用于沿竖窑径向可移动的设于竖窑内，保护管的另一端用于设在竖窑外；温度传感器可拆卸的设于保护管内，温度传感器的检测探头用于设在保护管的一端，以检测保护管的一端所在位置的温度。本发明检测的温度场数据相比于通过窑壁处的温度场来获得窑内燃烧区温度场的方式，检测结果更准确。

摘要： 本申请提供了一种基于实测焊接温度场并结合有限元的温度场分析方法，包括：在焊件表面设置温度检测点；将每个温度检测点的实际温度场整理成编号和时间的形式；在有限元分析软件中建立与焊件相同的焊件模型，同时将焊件模型的热力学材料参数定义为温度的形式；并利用有限元分析元件求解出焊件模型表面的模拟温度场；比较模拟温度场和实际温度场，如果在同一时刻两者的温差不超过预定值，则证明该模拟温度场有效；如果在同一时刻两者的温差大于预定值，则调整热源公式中的输出热效率，同时调整焊件模型的热力学材料参数，直到两者在同一时刻的温差不超过预定值。本申请的方法可以准确地模拟复杂焊接工艺以及复杂焊接构件的全过程温度场变化情况。

摘要： 一种高速列车铝合金齿轮箱的流场温度场耦合仿真分析方法，属于高速列车齿轮箱领域。该方法的步骤为：首先根据流体域和固体域的互补性，建立齿轮箱整体结构流固耦合三维模型，然后对模型流体域和固体域进行有限元网格划分，根据齿轮箱构造及各部件相对运动关系，对齿轮箱进行产热散热热平衡分析，计算热损失参数和换热系数，最后对流固耦合整体模型进行流场温度场仿真计算，并参照轴承温度测试数据，验证分析方法的准确性。利用该方法对齿轮箱整体结构进行流固耦合动态实时仿真分析，研究工况复杂更接近实际工况。该仿真分析过程经济、迅速，具有更大的自由度和灵活性，大大减小产品的研发周期，提高了产品设计的效率。

摘要： 本发明公开了一种用于多盘干式制动器多物理场综合作用下的温度场仿真分析方法，首先从多盘干式制动器的机构及运动原理入手，建立了制动器的三维模型。其次根据流体场和制动器结构之间的互补性，建立了流体毛坯模型，并进行修改和删减，获得了最终的流体模型。然后计算流体域和固体域边界条件，进行热流耦合分析，得到了整体制动器的温度分布规律。最后开展了热固耦合分析，获得了温度场对制动器结构变形参数。本发明能够实现多盘干式制动器多物理场综合作用下的温度场仿真分析，比以往的单独温度场分析更加准确可靠，采用分区求解、边界耦合的方法优化了各物理场间的信息流向，使仿真更加简单、操作方便以及大大缩短了耗时。

摘要： 一种高速列车铝合金齿轮箱的流场温度场耦合仿真分析方法，属于高速列车齿轮箱领域。该方法的步骤为：首先根据流体域和固体域的互补性，建立齿轮箱整体结构流固耦合三维模型，然后对模型流体域和固体域进行有限元网格划分，根据齿轮箱构造及各部件相对运动关系，对齿轮箱进行产热散热热平衡分析，计算热损失参数和换热系数，最后对流固耦合整体模型进行流场温度场仿真计算，并参照轴承温度测试数据，验证分析方法的准确性。利用该方法对齿轮箱整体结构进行流固耦合动态实时仿真分析，研究工况复杂更接近实际工况。该仿真分析过程经济、迅速，具有更大的自由度和灵活性，大大减小产品的研发周期，提高了产品设计的效率。

摘要： 本发明公开了一种用于多盘干式制动器多物理场综合作用下的温度场仿真分析方法，首先从多盘干式制动器的机构及运动原理入手，建立了制动器的三维模型。其次根据流体场和制动器结构之间的互补性，建立了流体毛坯模型，并进行修改和删减，获得了最终的流体模型。然后计算流体域和固体域边界条件，进行热流耦合分析，得到了整体制动器的温度分布规律。最后开展了热固耦合分析，获得了温度场对制动器结构变形参数。本发明能够实现多盘干式制动器多物理场综合作用下的温度场仿真分析，比以往的单独温度场分析更加准确可靠，采用分区求解、边界耦合的方法优化了各物理场间的信息流向，使仿真更加简单、操作方便以及大大缩短了耗时。

摘要： 本发明公开了一种基于温度场仿真模型的定子绕组温度修正方法及装置，该方法包括：根据预先建立的定子绕组的三维温度场仿真模型，通过仿真计算获得定子绕组在设定的边界条件下改造前温度测点与改造后温度测点的仿真温度差值；获取历史温度数据和新采集温度数据，通过合并比较获得相同运行条件下改造前温度测点与改造后温度测点的实际温度差值；根据仿真温度差值和实际温度差值之间的绝对误差值，修正三维温度场仿真模型；根据修正后的三维温度场仿真模型，对监控系统实时接收的定子绕组温度进行修正。本发明提高了定子绕组的测温准确度。