帶有上下均風孔板速凍裝置中流場及溫度場數(shù)值模擬

以計算流體力學和傳熱學為基礎,建立了裝有新風換氣機房間三種氣流組織形式的物理及數(shù)學模型.運用k-ε模型和simplec算法對裝有新風換氣機房間的流場及溫度場進行了數(shù)值模擬,給出了溫度場及流場的數(shù)值結果,分析了三種不同氣流組織形式對室內流場及溫度場的影響.

第17卷第4期 2005年8月 　　　　　　　　　 　　　　鋼鐵研究學報 　　　journalofironandsteelresearch vol.17,no.4 　aug.2005 基金項目:國家自然科學基金資助項目(59995440) 作者簡介:謝海波(19722),男,博士生;　　e2mail:hbxie@126.com;　　修訂日期:2004209207 層流冷卻過程中帶鋼溫度場數(shù)值模擬 謝海波,　徐旭東,　劉相華,　王國棟 (東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室,遼寧沈陽110004) 摘　要:分析了帶鋼層流冷卻過程中的傳熱,并利用有限元法對層流冷卻過程中帶鋼溫度場進行了模擬計算。結 果表明:隨著軋件厚度的減薄,在帶鋼厚度方向上的溫差逐漸減小;冷卻速度不同時,帶

以鍍鋅鋼板為母材,以cusi3焊絲為釬料,進行了單、雙光束激光釬焊實驗．在分析單、雙光束激光填絲釬焊傳熱行為的基礎上,采用有限元方法對激光釬焊溫度場進行了數(shù)值模擬,提出了激光填絲釬焊熱源模型．采用體熱源來模擬熔化釬料鋪展流動引起的傳熱,模型考慮了熱物性參數(shù)隨溫度的變化帶來的非線性影響以及潛熱、輻射和對流對傳熱的影響．對典型激光釬焊工藝參數(shù)下的溫度場進行計算,結果表明：單光束激光釬焊有較高的溫度梯度,而2mm焦點間距的雙光束釬焊接頭峰值溫度和溫度梯度低,高溫區(qū)域寬,更適合于獲得良好的釬焊接頭．

基于傳熱學的基本理論,以文氏管控冷設備為研究對象,建立了實體模型并確定了邊界條件;結合生產現(xiàn)場,模擬了冷卻水壓力、溫度和流量對軋件溫度場的影響。并以模型指導生產,取得了可觀的經濟效益。

常規(guī)潛艇通常在通氣管狀態(tài)航行時進行充電,排氣集水箱的應用可以有效防止海水倒灌進柴油機。本文對某型排氣集水箱建立了三維數(shù)值模型,對其內部流場及溫度場進行了數(shù)值模擬,得到了內部流場、溫度場和壓力場的分布,并分析了細管長度對內部溫度和壓力變化的影響。結果表明,內部氣流的回流及旋轉有利于降低排氣噪聲;冷卻水的流動可以起到很好的降溫效果;適當縮短內部細管的長度可以增強冷卻降溫效果,使溫降從48.3k提高到了68k。

基于計算流體動力學對某列車車廂內部的速度場與溫度場的分布進行了數(shù)值模擬。采用穩(wěn)態(tài)不可壓縮雷諾平均n-s方程,紊流模型選擇兩方程模型,應用有限體積法計算了車廂內氣固耦合傳熱問題。研究了送風方式和送風速度對空調列車室內流場的影響,以及送風溫度對列車室內溫度場的影響,為空調列車室內氣流組織優(yōu)化設計及舒適性研究提供依據(jù)。

空調車室氣流流場和溫度場研究是空調車室內氣流組織設計及車室內舒適環(huán)境評價與研究的基礎?？照{車室的空氣流場數(shù)值計算是一復雜熱邊界條件、氣固耦合的傳熱數(shù)值計算問題。該文介紹了空調車室內空氣流動的數(shù)學模型及復雜邊界條件的處理,闡述了車室氣流流場和溫度場數(shù)值模擬采用整體求解法所應注意的問題,simple和simpler算法的比較,以及通用微分方程中各項的處理方式。最后通過ansys/flotran軟件對二維的車室內氣流流場和溫度場進行模擬,論證了此有限元軟件在空調車室數(shù)值模擬上的可行性

確定空調車室內流場和溫度場的分布和變化過程是其氣流組織設計及車室內舒適環(huán)境評價與研究的基礎?？照{車室的流場、溫度場數(shù)值計算是包含復雜流動邊界、復雜熱邊界的數(shù)值計算問題。文中介紹了空調車室內空氣流動的數(shù)學模型及復雜邊界條件的處理,討論了瞬態(tài)溫度場模擬的幾個問題。通過fluent軟件完成空調車室內的瞬態(tài)溫度場的模擬分析,得到了合理的車室氣流組織情況和溫度分布結果。

建立了lng管道非穩(wěn)態(tài)傳熱模型,對環(huán)境溫度、保冷層厚度及對流換熱系數(shù)三方面的溫度變化進行了數(shù)值分析。研究結果表明:隨著環(huán)境溫度的增加,溫度變化逐漸增大;隨著保冷層厚度的增加,同一厚度下溫度逐漸增大,溫度變化梯度減小;空氣對流換熱系數(shù)與lng對流換熱系數(shù)對溫度變化均不敏感。

空調車室內瞬態(tài)溫度場的數(shù)值模擬——文中介紹了空調車室內空氣流動的數(shù)學模型及復雜邊界條件的處理，討論了瞬態(tài)溫度場模擬的幾個問題。通過fluent軟件完成空調車室內的瞬態(tài)溫度場的模擬分析，得到了合理的車室氣流組織情況和溫度分布結果。

基于ansys有限元分析軟件,采用熱流耦合與單獨溫度場兩種分析方法,對調節(jié)閥的溫度場進行分析。結果表明,采用熱流耦合方法,可以提高溫度分析精度,但計算過程復雜。通過對調節(jié)閥溫度場的數(shù)值模擬,提出了降低執(zhí)行機構溫度的有效途徑。

co2氣體保護焊溫度場的數(shù)值模擬——為了研究強制對氣體保護焊溫度場的影響，通過紅外熱像儀檢測了co2氣體保護焊的溫度場，發(fā)現(xiàn)在熔池及其鄰近區(qū)域溫度呈圓錐形分布。

借助于通用有限元軟件abaqus對典型的建筑結構屋面和墻體在周圍環(huán)境溫度、太陽輻射及非線性輻射交換等周期性變化的邊界條件下的溫度場進行了數(shù)值模擬.模擬結果表明:與有限體元法(fvm)相比,采用有限單元法(fem)也能得到可靠的溫度參數(shù);非線性輻射換熱相比于表面對流換熱來說不能忽略;保溫層的鋪設對混凝土板的溫度分布有重要影響.

近20年以來,計算流體動力學得到了飛速的發(fā)展,它被應用到了計算物理、計算化學、計算力學等多個科學計算領域,計算機技術的不斷進步使得應用計算機對工程現(xiàn)象進行數(shù)值模擬成為可能。目前學術界和工程界解決流體和傳熱應用比較廣泛的就是cfd技術。cfd解決問題分為前處理、求解和后處理三個步驟。本文采用cfd技術對于供暖空調車室的溫度場進行數(shù)值模擬,對于車室溫度場的分布均勻性做出評價,這對于汽車空調技術的研究具有非常重要的意義。

采用kε湍流模型對空調客車內三維空氣流場和溫度場進行了數(shù)值模擬,并進行了相應的實驗研究。研究結果表明,車廂內下部乘客區(qū)空氣溫度高于上部區(qū)域,對熱舒適性不利;上部區(qū)域存在新風短路現(xiàn)象,建議采用下送風方式。

利用fluent軟件對北京dkz1型地鐵空調客車客室內的溫度場和流場進行數(shù)值模擬,并在不同的送風溫度和送風速度條件下選取典型面進行對比模擬分析,得出滿足人體舒適性要求的送風溫度和送風速度,為城軌空調客車空調系統(tǒng)的設計提供參考。

采用有限元模型,對中厚鋼板回溫軋制(trrp,temperature-revertingrollingprocess)工藝時的溫度場進行了數(shù)值模擬,分析水流密度對表層超細晶形成的影響,并在實驗室對回溫軋制獲得的鋼板性能進行了評價。結果表明,試驗鋼獲得超細晶的臨界冷卻溫度為580℃;給定回溫溫度時,隨著水流密度增加,冷卻時間降低,鋼板表層冷卻到臨界溫度以下的厚度增加;與傳統(tǒng)tmcp(thermo-mechanicalcontrolprocess)工藝相比,trrp工藝下精軋時,鋼板內部溫度更高,意味著大壓下量軋制更容易進行。在實驗室進行的trrp軋制試驗,得到了表層超細晶鋼,提高了力學性能。

為研究圓鋼管混凝土柱在火災下的溫度分布及火災后的力學性能,利用有限元軟件abaqus對火災下圓鋼管混凝土柱溫度場進行計算和分析.分析結果表明,砂漿保護層的存在對內部鋼管和混凝土有效地起到了阻火、隔熱作用.采用有關試驗數(shù)據(jù)與計算結果進行了對比,證明使用abaqus進行截面溫度場的計算具有足夠的精度,其方法是切實可行的.

為了進一步探討螺桿泵在油氣田開發(fā)中出現(xiàn)的高溫破壞問題,基于汽車滑移理論,采用單向解耦法,以glb500和dglb500螺桿泵為例分析定子溫度場分布規(guī)律及散熱性能,研究不同過盈量、轉速下的定子增溫。結果表明:螺桿泵定子溫度場沿長軸對稱分布,最高溫度點位于定子橡膠襯套厚壁中心處,考慮摩擦生熱時,最高溫度點沿短軸方向向定子中心偏移;等壁厚螺桿泵散熱性能較好且比較均勻,常規(guī)螺桿泵長軸方向散熱能力優(yōu)于短軸方向;不考慮摩擦生熱時,定子增溫與轉子轉速正相關,隨定轉子過盈量的增加呈拋物線趨勢增加;在雙熱源作用下,定子增溫隨過盈量和轉速急劇增加,并且等壁厚螺桿泵表現(xiàn)更為敏感。

用ansys對節(jié)能混凝土多孔磚墻體溫度場進行了數(shù)值模擬,對模擬結果進行了分析,得出了模擬值與實測值擬合良好的結論,指出了該方法在工程設計上有廣泛的應用前景,值得推廣。

為探究碾壓混凝土壩的溫度變化情況,采用數(shù)值模擬的方法,對碾壓混凝土壩的溫度場進行仿真計算,結果表明碾壓混凝土壩體內部溫度收到外界溫度影響,降溫速度緩慢,數(shù)值模擬方法能夠為碾壓混凝土壩工程建設提供科學依據(jù),并結合計算結果,對碾壓混凝土壩的溫度控制措施進行了探討。

流量階躍變化時供暖房間內溫度場的數(shù)值模擬——兩位通斷式調節(jié)是一種計量供熱系統(tǒng)控制模式，與歐洲供熱系統(tǒng)控制模式不同的是，其溫控閥只有啟，閉兩種狀態(tài)。