温度场模拟

摘要： 热惰性是混凝土材料的特性之一,在高温工况下混凝土材料结构内部的温度场会产生不均匀的现象,也就是混凝土材料的表面温度较高,而由于传热热惰性,其内部温度则较低。本文参照参考文献设计了装配式框架梁柱进行数值模拟,并将不同受火时间的测点温度与试验值进行对比,确定其受火极限,同时在构件上取出不同截面,截面上取不同测点进行模拟与试验值对比,进而分析研究装配式框架梁柱节点的抗火性能。

摘要： 采用高斯热源对GH3536合金的单道多层激光选区熔化温度场进行了数值模拟,分析了不同工艺参数对成形温度场以及熔池尺寸的影响。模拟结果表明:高斯体热源模型较面热源更加准确,且与熔池形貌吻合较好;随着扫描层数的增加,熔池的峰值温度以及熔池尺寸呈小幅度上升状态;与激光功率相比,扫描速度对熔池峰值温度的影响更大。实验结果表明:当激光功率为150 W、扫描速度为600~850 mm/s时,GH3536合金成形试样截面形貌较好,孔隙、裂纹等缺陷很少。为提高火焰筒成形质量、优化其成形工艺参数提供了可靠依据。

摘要： 计算流体动力学能获得流场和热量分布的详细信息,己被广泛应用于换热器设计领域。本研究通过CFD模型对某一煤气电加热器进行温度场模拟,以研究流体在加热状态下的温度分布。通过电加热器的模型构建、网格划分、流场模拟计算等手段,采用Ansys Fluent 19作为解算器对加热器内部的气体流动和能量传递进行了数值模拟,最终获得了加热器内流体温度分布,结果显示经过电加热器后气体出口温度分布均匀,出口温度达到工艺要求。

摘要： 采用实验和ANSYS Mechanical APDL有限元仿真相结合的方式,研究激光同轴送粉增材制造薄壁试样时,温度随时间、空间的演变特性。结果表明,在增材制造过程中,基板上的节点温度随时间波动上升,在停光后一定时间内依旧保持升温趋势。随试样层数增加,熔池温度上升,热影响区范围扩大。冷却时,极限温差急速下降,温度梯度不断减小。

摘要： 为了开展典型材料结构的抗激光防护与加固,需要对各类材料结构进行激光辐照效应研究.本文通过仿真结合实验的方法对到靶功率1.5～2.8 kW、光斑直径10～20 mm连续激光对厚度7～15 mm圆柱形壳体的热力损伤效应进行研究,明确了不同加载条件下的损伤现象与机理.基于相似理论建立强激光辐照下壳体的热力响应模型,通过实验得到了壳体在连续激光作用下的损伤演化历程;由实验结果可知,钢壳体烧蚀机理主要表现为熔融烧蚀及汽化反冲压作用下的质量迁移,烧蚀过程中辐照区域出现了明显的熔化、汽化过程,熔池区有熔融金属喷溅现象.

摘要： 针对太阳能选择性吸收涂层成分及制备技术进行创新性研究,利用SYSWELD软件对镍基涂层熔覆温度场进行研究,通过对不同工艺参数模拟得到的温度场比较分析,得到合理的工艺参数为:激光功率P=900 W,扫描速度V=3 mm/s,光斑直径D=3 mm.利用激光熔覆技术,在316不锈钢基体上制备了镍基金属陶瓷单层涂层.研究表明,涂层与基体为冶金结合,Ni/TiN为2:3时,涂层的吸收率(α)为71.3％,发射率(ε)为2.2％,吸收率/发射率(α/ε)为32.4,光热转化效率最高.

摘要： 实现高强度铝合金表面激光熔覆前,对熔覆过程温度场数值模拟有助于选择适当熔覆工艺参数,提高铝基件整体性能.将离焦量作为变量,分析在激光熔覆过程和光斑直径中对熔覆结果的影响,模拟高强度铝合金激光熔覆过程中的热量传递及温度场分布状态,考虑材料热源载荷施加和热物性非线性等因素,获得熔覆试样表面温度分布模拟图.实验结果表明,上述方法具备较强的实用性与可靠性,温度场模拟等温线为椭圆形状,移动热源前的等温线比较集中,移动热源后的等温线比较分散,温度梯度也会产生相应变化,熔池中最高温度和激光扫描速率、光斑半径成反比,和激光功率成正比,可广泛应用于真实操作中.

摘要： 采用ANSYS Mechanical中的ANSYS参数化设计语言(ANSYS Parametric Design Language,APDL)模拟激光同轴送粉增材制造较高试样的温度场,分析其传热特性.结果表明:当试样高度较小时,基板最低温度会随高度增大而增大;当试样高度达到一定数值后,会导致温度逐渐下降;随着试样高度增加,基板高温区域逐步向试样投影区靠拢,范围缩小,但熔池温度略有上升;随着高度增加,节点热循环曲线中谷值温度增加,冷却时降温速率增大.

摘要： 以获得TC4钛合金表面高质量TiNiTa涂层为目标,使用ANSYS WORKBENCH软件、采用3 D高斯热源,对激光熔覆TiNiTa粉末过程进行数值模拟仿真,研究其温度场云图分布;并研究激光功率、扫描速度、离焦量对温度场的影响.结果表明,在能量密度为1698 J/mm2时熔覆层组织致密细小、与基体呈现良好的冶金结合;熔池中心的最高温度随着激光功率的增大而增大,随着热源移动速度和离焦量的增大而减小;另外,TC4钛合金表面的耐腐蚀被明显改善.模拟与试验结合确定激光熔覆的最优工艺参数为:激光功率100 W、扫描速度2.5 mm/s、离焦量10 mm、脉宽5 ms、频率10 Hz;通过分析可知能量密度是影响熔覆层组织及性能的重要因素,仿真模型的正确性及方法的可行性亦可得到试验验证.

摘要： 为分析长时间火灾诱发的地铁车站结构损伤情况,利用PyroSim火灾模拟软件对地铁列车发生长时间火灾时地铁车站的温度场进行了模拟,基于温度场进行了传热分析,通过定义损伤度对地铁车站结构进行了损伤分析.结果 表明:由于羽流流动等原因,经历长时间火灾后地铁车站结构不同位置处的损伤度差异明显.近火源处站台层墙表面及墙内钢筋受到不同程度的损伤,墙表面损伤严重,损伤度达到0.7,远火源处及站厅层墙面几乎没有损伤;站台层柱中部及顶部的角部钢筋损伤度为0.04～0.24,而站厅层柱钢筋的损伤度均小于0.1,所有柱的混凝土损伤度小于0.13;上板、中板和下板的混凝土及钢筋损伤度均为0;站台层中梁钢筋和混凝土有一定的损伤,对于站厅层,顶梁的混凝土及钢筋损伤度约为O;通过定量分析所得的损伤度可以为火灾后的加固补强提供依据.

摘要： 风口小套伸入高炉内部,处于风口回旋区部位,前端工作环境十分恶劣,是造成高休风率的关键因素之一.本文对宣钢2500m3高炉的风口小套进行温度场模拟计算,研究其损坏机理.风口小套结构复杂,经简化将其分为十三个部分,分别给予不同的边界条件进行计算.计算结果表明:风口小套从底部到前端,温度逐渐升高;由于小套中冷却水道结构原因,水流通道中存在死区,对流换热相对较差,死区位置出现高温情况,前端处温度最高达到569K.因此使用材料性能较好的锻造铜;循环水流通道一直浸泡在水中,温度与水温相差无几,使用Q235A钢;底部与内壁使用铸造铜.死区位置的高温对高炉保持顺行产生威胁,应该尽量减少死区面积.

摘要： 文章针对湿法脱硫吸收塔出口氧量探头滤网堵塞问题.通过参照实际烟气参数与氧量探头运行时的相关参数,运用成熟的理论模型进行数值模拟;并且分析数值模拟的结果得出氧量探头在相应的烟气温度区间内滤网长度的对应值.为解决滤网堵塞问题提供数值依据.

摘要： 近年来,冻结法在地铁建设领域中受到越来越多的青睐,被广泛应用在高风险的不良地层中.以深圳轨道交通7号线工程福邻站-赤尾站区间隧道为例,采用有限元软件ANSYS开展冻结法施工的温度场模拟,分析土层在不同时间的冻结情况,根据冻结帷幕厚度和平均温度确定开挖前的主动冻结时间.在该冻结帷幕保护下,建立隧道开挖模型来验证冻结法地层加固效果,计算结果表明冻结帷幕的抗压、抗拉、抗剪强度指标均能满足设计要求,地层加固达到施工要求.最后,考虑冻结法施工后土体的冻胀效应,模拟发现地面产生较大上抬,说明施工期间应严密监测并采取相应保护措施.

摘要： 以瞬态傅里叶导热微分方程为基础,提出了一种处理多材质铸造过程边界条件的通用化方法,自主开发了基于有限元法(FEM)的多材质铸造过程温度场数值模拟软件.通过计算典型工字件空冷过程温度场以及多材质复杂铝合金铸件凝固过程温度场,并与ANSYS以及华铸CAE的模拟结果进行了对比,结果吻合良好.其中空冷过程温度场的最大相对误差为2.130‰,凝固过程温度场的最大相对误差约为2.064％,验证了温度场程序的正确性以及可靠性.

摘要： 动车组隧道火灾温度场模拟分析,对高速列车隧道中的火灾救援和防火设计,有着重大指导意义.利用FDS建立车厢火灾分析模型,模拟分析列车隧道中发生火灾时的温度场分布规律.列车速度较低时,车厢温度先上升,再降低,随着运行速度的提升,当速度超过200km/h,车厢内温度降低趋势不明显;发生火灾时,初期的120s车厢温度整体在140°C左右,300s时,车厢中后部区域温度高达800°C左右,在火灾救援时,要向车体两端进行人员的疏散,尤其列车运行端更适合逃生.

摘要： 通过对热轧带钢层流冷却系统进行研究,建立了带钢温降二维有限差分计算模型,应用VS2008 平台编制了热轧带钢层流冷却温度场模拟计算软件,该软件可模拟带钢轧后层流冷却过程中的温度变化历程,具有卷取温度模拟、模型参数优化、集管开启模式模拟等诸多功能,可全面系统地模拟分析各种工艺参数对带钢冷却路径的影响规律;以某厂的热轧带钢层流冷却系统为验证对象,对该计算模型及软件的计算结果进行了验证,结果显示计算精度可达±15°C以内;该计算模型及软件对层流冷却系统的设备设计、工艺优化、控制策略优化等具有较大的参考价值.

摘要： 对某4缸汽油发动机排气门进行建模和计算.采用2种建模方法分析气门的温度场分布,并与试验测温结果进行对比.结果表明:建模时考虑缸盖、阀座、导管与气门的接触导热能非常准确地模拟气门温度分布;传统的采用第三类边界条件的换热计算方式模拟分析得到的结果与试验测温结果误差较大.根据标定好的仿真模型,更改导管材料,可达到气门温度降低19.3°C的效果.

摘要： 本文以搪瓷翅片热管为例,采用大型有限元分析软件ANSYS建立翅片热管的轴对称有限元模型,进行搪瓷翅片热管的有限元温度场模拟和热应力场的分析,结果表明,搪瓷层对翅片热管的传热影响很小,在管壁与翅片过渡圆角处以及翅片根部出现应力最大值,模拟结果与现有的失效形式和失效区域相吻合,对工程应用具有一定的参考价值。

摘要： 绿色高效的新时期工业生产理念的推广，使得电磁感应加热技术在近年来得到了越来越广泛的应用。电磁场和温度场的相互耦合，给电磁感应加热过程的数值模拟带来了一定困难。有限元法、边界元法等数值分析方法先后被应用到电磁场和温度场的分析中来，但由于此类算法的复杂性使得研究结果无法实时的给予工业生产在线指导。本文基于已有的研究结论以及感应加热的特点，开发出一套感应加热温度控制系统。首先根据电磁感应加热的电磁原理，研究分析了轴型工件感应加热过程中各种发热机理，探讨了工件内涡流功率密度在加热不同阶段内的分布规律，然后建立了感应加热温度场的有限差分计算模型，模拟了温度场的变化过程，讨论了工件瞬态温度场的分布和变化趋势，最后基于Visual Studio 2008建立了感应加热温度计算机控制系统，采用PID控制器通过调节电源功率控制温升过程，并以彩色云图的方式实时展示温度场瞬态变化趋势，并基于DB2数据库建立了相应的生产过程数据管理系统。

摘要： 绿色高效的新时期工业生产理念的推广，使得电磁感应加热技术在近年来得到了越来越广泛的应用。电磁场和温度场的相互耦合，给电磁感应加热过程的数值模拟带来了一定困难。有限元法、边界元法等数值分析方法先后被应用到电磁场和温度场的分析中来，但由于此类算法的复杂性使得研究结果无法实时的给予工业生产在线指导。本文基于已有的研究结论以及感应加热的特点，开发出一套感应加热温度控制系统。首先根据电磁感应加热的电磁原理，研究分析了轴型工件感应加热过程中各种发热机理，探讨了工件内涡流功率密度在加热不同阶段内的分布规律，然后建立了感应加热温度场的有限差分计算模型，模拟了温度场的变化过程，讨论了工件瞬态温度场的分布和变化趋势，最后基于Visual Studio 2008建立了感应加热温度计算机控制系统，采用PID控制器通过调节电源功率控制温升过程，并以彩色云图的方式实时展示温度场瞬态变化趋势，并基于DB2数据库建立了相应的生产过程数据管理系统。

摘要： 基于CFD的Shell气化炉流场和温度场的模拟方法，涉及Shell气化炉。包括如下步骤：1)前处理，所述前处理包括Shell气化炉物理模型的建立、模拟求解域的确定和计算域网格的划分；2)利用求解器求解控制方程，所述利用求解器求解控制方程包括模型设置和计算求解；3、模拟结果展示的后处理。对Shell气化炉的流场和温度场进行了模拟计算，准确且方便得到了Shell气化炉炉内的一些基本物理量，对Shell气化炉的设计和工业生产提供了完整的炉内信息。精准预测了炉内的物理量，从而实现了对Shell气化炉中煤粉气化过程的再现。

摘要： 本发明公开了一种用于研究金属熔体在温度场‑流场耦合条件下凝固过程的实验模拟装置和方法，装置包括陶瓷铸型，在所述陶瓷铸型的表面安装有由多个温控单元组成的温控组件，该温控组件与一台控制电脑连接，在所述陶瓷铸型的两端装有隔热端板，所述的实验模拟装置还包括被置入所述陶瓷铸型上部的熔体流场驱动装置。所述的温控组件通过一个电脑连接端口与所述控制电脑连接，该电脑连接端口与所述温控组件紧贴安装。所述温控单元包括冷却单元、测温单元和加热单元。所述熔体流场驱动装置是电磁或者机械泵。

摘要： 本发明公开了一种户内变电站主变室流场温度场数值模拟快速计算方法，首先是建立输入参数表和输出参数表；再进行几何建模和网格划分；之后将网格划分结果输入到速度场快速求解算法以及温度场快速求解算法中进行计算，结果存储到输出参数表中。本发明还公开了一种户内变电站主变室流场温度场数值模拟快速计算系统，包括了参数化外观建模模块、智能网格生成模块、湍流方程快速求解模块、温度场快速求解模块、速度场快速求解模块、输入输出模块和用户输入模块。本发明实现了户内变电站主变室流场温度场数值的快速计算，使得建模和网格划分过程变得快速、准确，且占用的内存大大的减小，以方便实际工程应用。

摘要： 本申请提供了一种渗流场与温度场耦合作用的模拟系统及方法，用于对试验对象进行渗流场和温度场的耦合作用试验，其中，模型箱为双层箱体设计，腔体分为通过透水孔连通的蓄水腔室、渗流冻结室和缓冲腔室；箱体上设置有与蓄水腔室连通的出水管，以及与缓冲腔室连通的进水管，箱体上设置有至少两个测压管孔；分头水箱位于模型箱的上方，分头水箱的出水口与进水管连通；水源水箱位于模型箱的下方，分别与出水管、分头水箱的进水口连通；冻结单元的冻结管伸入试验对象内且端部位于进水管的下方，沿模型箱的长度方向并列设置至少两根冻结管；温度传感器用于采集试验对象的温度，温度传感器的探头沿竖直方向伸入试验对象；水头管与测压管孔连接。

摘要： 基于CFD的Shell气化炉流场和温度场的模拟方法，涉及Shell气化炉。包括如下步骤：1)前处理，所述前处理包括Shell气化炉物理模型的建立、模拟求解域的确定和计算域网格的划分；2)利用求解器求解控制方程，所述利用求解器求解控制方程包括模型设置和计算求解；3、模拟结果展示的后处理。对Shell气化炉的流场和温度场进行了模拟计算，准确且方便得到了Shell气化炉炉内的一些基本物理量，对Shell气化炉的设计和工业生产提供了完整的炉内信息。精准预测了炉内的物理量，从而实现了对Shell气化炉中煤粉气化过程的再现。

摘要： 本实用新型公开了一种模拟三维渗流场的温度场实验装置，其涉及油田开发领域，该模拟三维渗流场的温度场实验装置包括：用于隔离的箱体；设置在箱体中的加热机构，加热机构包括加热管和支撑加热管的支撑件；沿加热管的轴线方向设置的第一固定棒和第二固定棒，第一固定棒和第二固定棒的相对称的不同位置处连接有至少一个的连接支架，连接支架上按照预设规则设置有多个温度传感器。本申请中的模拟三维渗流场的温度场实验装置能够通过传热方法来模拟油井三维空间渗流场，从而能模拟和研究直井或者水平井开采油气藏时的压力场的形状与分布，获取不同位置的压力或者渗流速度的变化，描述流体的运动状态。

摘要： 本实用新型公开了一种用于研究金属熔体在温度场-流场耦合条件下凝固过程的实验模拟装置，装置包括陶瓷铸型，在所述陶瓷铸型的表面安装有由多个温控单元组成的温控组件，在所述陶瓷铸型的两端装有隔热端板，所述的实验模拟装置还包括被置入所述陶瓷铸型上部的熔体流场驱动装置。所述温控单元包括冷却单元、测温单元和加热单元。所述熔体流场驱动装置是电磁或者机械泵。

摘要： 一种渗流场‑温度场模拟耦合物料仓及TBM切削试验台，所述模拟耦合物料仓的主体内壁周向设置有第一承台，物料安装座外壁周向设置有第二承台，物料安装座嵌装在主体内，利用第二承台与第一承台接触定位，并将物料仓主体分隔成第一承台与物料仓主体底板之间的密闭容腔及第一承台以上的开放容腔；渗流采集支路与开放容腔连通，加热注水支路及回水保压支路与密闭容腔连通。所述TBM切削试验台包括渗流场‑温度场模拟耦合物料仓；本发明的渗流场‑温度场模拟耦合物料仓可以模拟岩石渗流场‑温度场耦合效应；本发明的TBM切削试验台，可以实现渗流场和温度场单独作用下或耦合作用下TBM破岩实验。本发明结构合理，操作方便。

摘要： 本发明公开了一种地下流体流场和温度场模拟实验系统及方法，包括人造岩心，所述人造岩心上设置有若干第一井和若干第二井，所述第一井的入口端通过阀门和第一过滤器连接至第一罐，所述第二井的出口端通过阀门和第二过滤器连接至第二罐，所述人造岩心置于控温箱中，且人造岩心表面上呈网格状布置有若干电磁探头和温度探头。本发明能够实时三维动态监测地层中的流场和温度场，主要适用于地热领域对注采开发情况的模拟，也适用于油气领域的驱替实验模拟、或模拟油气开发时压裂液在地层中的流动规律。

摘要： 本实用新型公开了一种地下流体流场和温度场模拟实验系统，包括人造岩心，所述人造岩心上设置有若干第一井和若干第二井，所述第一井的入口端通过阀门和第一过滤器连接至第一罐，所述第二井的出口端通过阀门和第二过滤器连接至第二罐，所述人造岩心置于控温箱中，且人造岩心表面上呈网格状布置有若干电磁探头和温度探头。本实用新型能够实时三维动态监测地层中的流场和温度场，主要适用于地热领域对注采开发情况的模拟，也适用于油气领域的驱替实验模拟、或模拟油气开发时压裂液在地层中的流动规律。