检索结果-南通市图书馆

基于Workbench的高压圆盘气体轴承共轭传热研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

润滑与密封 2024年第1期49卷 15-23页

作者：郭良斌吴永良武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

高压圆盘气体轴承流道间隙内高速气流的对流换热与轴承圆盘内部热传导紧密耦合在一起,是一个典型的共轭传热问题。基于ANSYS Workbench工作平台的Fluid Flow(Fluent)模块对高压圆盘气体轴承进行共轭传热数值模拟,获得轴承流道间隙内的... 详细信息

高压圆盘气体轴承流道间隙内高速气流的对流换热与轴承圆盘内部热传导紧密耦合在一起,是一个典型的共轭传热问题。基于ANSYS Workbench工作平台的Fluid Flow(Fluent)模块对高压圆盘气体轴承进行共轭传热数值模拟,获得轴承流道间隙内的速度和压力分布、流体域与固体域的温度分布以及共轭传热时流固耦合壁面的热流密度分布,并将其与非共轭传热恒温壁面条件下的计算结果进行对比,得到高压圆盘气体轴承共轭传热的一些基本特性。结果表明:2种情况下的计算结果存在较大差异,非共轭传热恒温壁面条件下,间隙内的气体只吸热,流体域耦合壁面上的热流密度均为正值;而共轭传热条件下流体域耦合壁面热流密度存在正负值,间隙内气体的吸热和放热同时存在,显示出轴承圆盘的热传导与间隙内气体的对流换热具有复杂的共轭作用机制;相比之下,采用共轭传热模型可以得到更为符合实际的结果。研究结果为该类轴承的设计和制造提供了有益的指导。

关键词：高压圆盘气体轴承共轭传热对流换热温度场热流密度

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于共轭传热的单边膨胀后体温度场计算分析

航空动力学报 2022年第8期37卷 1569-1578页

作者：李虹杨王霄孙超中国航空工业集团有限公司沈阳飞机设计研究所沈阳110035

基于共轭传热数值计算方法,对某高隐身无人机(UAV)单边膨胀后体喷流作用下的壁面温度分布进行研究,利用薄壁型网格解决了面积大且厚度薄的蒙皮、侧板结构导致的网格量过大的问题,构建精度较高的计算模型,并完成相关计算分析,主要结论如... 详细信息

基于共轭传热数值计算方法,对某高隐身无人机(UAV)单边膨胀后体喷流作用下的壁面温度分布进行研究,利用薄壁型网格解决了面积大且厚度薄的蒙皮、侧板结构导致的网格量过大的问题,构建精度较高的计算模型,并完成相关计算分析,主要结论如下:传统的单一流体计算虽然可以得到相似的温度分布,但得到的温度值偏高,最大可相差50 K以上;共轭传热计算可以得到更为符合实际的结果,并且可以得到结构内部温度梯度的分布,为热应力分析及结构设计提供指导;对比相同流动条件下不同金属材料的影响,某耐高温合金的壁面温度极值比金属钢高约30 K,且其上、下壁面的温差更大,梯度更高,两材料纵向肋板位置温度梯度极值分别为120 K/cm和65 K/cm。

关键词：共轭传热喷流单边膨胀喷管后体无人机(UAV)

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于共轭传热的静压推力轴承润滑特性研究

基于共轭传热的静压推力轴承润滑特性研究

作者：刘伟峰哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着国家战略“中国制造2025”的实施,更高精度、更高效率、更高承载力、更智能化是现代重型制造业的发展方向。在重型数控装备中,静压轴承是关键的部分,保证其在高速重载工况下能够稳定运行,并提高精度、可靠性、加工效率和承载能力是... 详细信息

随着国家战略“中国制造2025”的实施,更高精度、更高效率、更高承载力、更智能化是现代重型制造业的发展方向。在重型数控装备中,静压轴承是关键的部分,保证其在高速重载工况下能够稳定运行,并提高精度、可靠性、加工效率和承载能力是研究的主要方向。静压轴承在工作时,在转速、载荷和流体在内部挤压摩擦的作用下,油膜的温度场和压力场发生变化,同时热量和力会传输到整个静压轴承,不仅对油膜润滑性能产生影响,也会导致静压轴承的工作台、油垫、底座产生一定的变形,进而可能局部出现干摩擦,造成摩擦失效现象,这对静压轴承有着极大的影响。为了避免这一现象,提升静压轴承的运转精度、效率和可靠性,本文研究了转速、载荷对静压轴承油膜润滑性能的影响规律和整体的变形规律。本文选用Q1-224型的双矩形静压轴承为研究对象,利用理论分析、仿真模拟的研究方法,针对不同转速、不同工件载荷和不同工件形状的工况下,对油膜的温升、承载性能,静压轴承变形场等影响进行分析。主要研究内容如下:首先,基于静压轴承润滑原理和流体力学、摩擦理论对静压轴承数学模型进行分析;其次,利用Solid Works三维建模软件建立静压轴承的几何模型,由于润滑油域需要高质量网格,所以润滑油域运用ICEM-CFD进行网格划分,其他域运用Workbench进行网格划分。选用46号润滑油,根据润滑油参数运用Matlab获取润滑油黏温关系公式,设定相关边界条件,运用CFX流体仿真软件进行不同工况的共轭传热仿真,得到对应工况的静压轴承整体的温度场和油膜的压力场,再基于热力学、摩擦学和弹塑性理论,根据到的温度场和压力场导入到Workbeench中的Static Structural模块内,进行热力耦合分析,得到不同工况下对应静压轴承的变形场,最后根据得到的数据进行规律总结。研究发现,均匀负载的工件形状对静压轴承的温度场有一定影响,压力场影响不大,载荷和转速对温度场和压力场以及变形场有着明显影响,温度场随载荷和转速增大而升高,压力场随载荷增大而增大,随转速先增大后减小,变形场随载荷和转速增大而增大。通过发现的规律,可为静压轴承进行改进设计,提升精度和可靠性提供了理论依据。

关键词：静压推力轴承流固耦合共轭传热温度场压力场

基于共轭传热现象的固体火箭发动机工作过程研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于共轭传热现象的固体火箭发动机工作过程研究

作者：郭弈哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

固体火箭发动机工作过程是伴随化学、物理反应的复杂流动过程,其热-流-固耦合的共轭传热过程直接影响发动机性能。使用数值模拟方法开展固体火箭发动机工作过程中共轭传热现象的研究,对提高固体火箭发动机性能具有实际意义。在真实固体... 详细信息

固体火箭发动机工作过程是伴随化学、物理反应的复杂流动过程,其热-流-固耦合的共轭传热过程直接影响发动机性能。使用数值模拟方法开展固体火箭发动机工作过程中共轭传热现象的研究,对提高固体火箭发动机性能具有实际意义。在真实固体火箭发动机实验中,推进剂的燃烧过程会产生三个相态,即固体相、稠密相、气体相。本文以固体推进剂燃烧为背景,以Fluent软件为平台进行二次开发,建立一种含传热计算的Level-set与MDF(最小距离函数)耦合算法,结合N-S方程,建立共轭传热模型,并模拟固体火箭发动机内部由点火到燃面退移过程的共轭传热现象,主要内容如下:(1)在固体火箭发动机推进剂燃烧过程中,燃烧表面由固体变为稠密相,进而产生燃气,对变化的密度参数进行多项式函数、反正切函数、Boltzmann函数和Dose Resp函数拟合,得到拟合效果较好的Boltzmann函数,用密度的变化模拟推进剂燃烧过程中的三个相态(固相、稠密相和气相),结合N-S方程,建立共轭传热物理模型。在固体火箭发动机工作过程的模型中模拟质量传递、能量传递、动量传递以及化学反应过程。(2)以标准试验固体火箭发动机作为研究对象,选用内燃管型装药,将数值模拟的燃烧室温度、压力结果与理论结果进行对比,误差较小,验证了该算法的准确性。分析不同类型装药、不同尺寸喷管等工况下发动机燃面退移变化规律及共轭传热现象,将数值模拟的燃烧室温度、压力结果与理论结果进行对比,误差较小,证明了该算法的通用性。(3)对固体火箭发动机点火建压、燃面退移的数值模拟过程进行整合,分析了固体火箭发动机工作过程点火药、燃气、推进剂之间的共轭传热现象,实现多种装药的发动机工作全过程模拟。本文所建立的共轭传热三相模型以及含传热计算的Level-set与MDF耦合算法,经数值模拟验证了其准确性和通用性,为研究固体火箭发动机共轭传热现象提供了参考,向实现固体火箭发动机热-流-固耦合模拟更近一步。

关键词：固体火箭发动机共轭传热耦合算法三相模型

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

工程车用电池包共轭传热机理与优化研究

工程车用电池包共轭传热机理与优化研究

作者：毛凤朝湖南工业大学

学位级别：硕士

新能源工程车辆相对于乘用车功率需求更高、使用环境复杂,热管理系统开发技术挑战更高,然而动力电池包内部结构复杂,液冷板流道结构多样,在网格划分时容易产生畸变网格,且在工作过程中动力电池既是发热体也是受热体,同时受空气自然换热... 详细信息

新能源工程车辆相对于乘用车功率需求更高、使用环境复杂,热管理系统开发技术挑战更高,然而动力电池包内部结构复杂,液冷板流道结构多样,在网格划分时容易产生畸变网格,且在工作过程中动力电池既是发热体也是受热体,同时受空气自然换热、冷板散热形成一种复杂的共轭传热,导致电池包热预测精度较差。本文针对以上问题进行研究,主要研究内容如下:(1)为预测单体电池热特性,开展不同充放电倍率、不同环境温度下的单体电池充放电实验,基于实验数据构建NTGK发热模型,对单体电池进行热仿真。(2)为研究电池组共轭传热特性,以电池组为研究对象,开展电池组充放电实验,研究共轭传热计算方法,以此为基础探究环境温度、放电倍率、电池间距对锂电池组共轭传热特性的影响。(3)为构建电池包高质量网格,以某款实际在用电池包为研究对象,在分析网格评价指标的基础上提出了基于边长加权的Laplacian优化算法,建立了电池包高精度网格,以此为基础对电池包进行热仿真,发现电池最高温度为48.85℃,最大温差为13℃,不满足电池包正常工作温度区间,对此本文设计了两款不同结构的液冷板,通过对比两种不同液冷板结构下电池最高温度、温差以及液冷板的压降,选出最优液冷板结构,并分析了冷却液进口流速、冷却液初始温度对液冷板散热性能的影响。(4)为确定最优液冷板结构参数,以液冷板进出口高度、宽度以及冷却液流速为设计变量,以电池最高温度、温差以及液冷板压降为优化目标,通过拉丁超立方实验设计方法进行采样,基于Kriging模型与NSGA-II算法对液冷板进行多目标优化,得到最优液冷板结构参数,并开展液冷板实验进行验证。

关键词：工程车电池包共轭传热液冷板多目标优化

集成分区耦合策略的物理信息神经网络模拟共轭传热过程研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

化工学报 2022年第12期73卷 5483-5493页

作者：陆至彬李依梦何畅张冰剑陈清林潘明中山大学材料科学与工程学院广东广州510006 广东省石化过程节能工程技术研究中心广东广州510006 工数科技(广州)有限公司广东广州510530

物理信息神经网络(PINN)通过对偏微分方程组进行数学编码,实现了内嵌物理知识的深度学习,已成功地应用于流体力学和传热领域。但是,由于固体导热和流体传热间强耦合关联,通用的PINN难以有效求解上述领域内普遍存在的共轭传热问题。作为... 详细信息

物理信息神经网络(PINN)通过对偏微分方程组进行数学编码,实现了内嵌物理知识的深度学习,已成功地应用于流体力学和传热领域。但是,由于固体导热和流体传热间强耦合关联,通用的PINN难以有效求解上述领域内普遍存在的共轭传热问题。作为应用较为广泛的分区耦合策略,传热系数正向温度反向法可通过分别独立求解流体域和固体域来灵活处理界面处的复杂耦合关系。本工作基于真实物性体系,利用传热系数正向温度反向法构建分区耦合PINN建模策略。以共轭传热二维和三维模型为例,将分区耦合PINN预测的多物理场结果与常规的CFD软件模拟结果进行对比,结果显示二维模型和三维模型的固体温度最大绝对误差分别为0.19 K和2.12 K,表明了分区耦合PINN策略处理真实物性下共轭传热建模问题的有效性。

关键词：物理信息神经网络偏微分方程分区耦合共轭传热传热系数正向温度反向法

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

矩形窄缝通道流固共轭传热数值分析

原子能科学技术 2009年第3期43卷 224-229页

作者：徐建军陈炳德王小军中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环国家级重点实验室四川成都610041

优化设计矩形窄缝流道角部非加热区时,需了解该区域固体的温度场及导热机理对换热的影响。本文采用CFD软件CFX对矩形窄缝通道内流固共轭传热进行了数值分析。研究结果表明:角部附近设计1 mm×2 mm非加热区域后,能够有效地避免角部热集... 详细信息

优化设计矩形窄缝流道角部非加热区时,需了解该区域固体的温度场及导热机理对换热的影响。本文采用CFD软件CFX对矩形窄缝通道内流固共轭传热进行了数值分析。研究结果表明:角部附近设计1 mm×2 mm非加热区域后,能够有效地避免角部热集中现象,非加热区对流道中间部位温度场的分布影响不大;非加热区域固体设置为导热边界条件时,角部附近加热面上的内壁面热流密度和温度的分布变得不均匀;固体金属材料的热传导使得非加热区域内固体的温度有所升高,有利于提高该区域流体的温度;非加热区域固体设置为绝热边界条件时,等体积热流密度和等壁面热流密度对矩形通道内的换热性能影响不大。

关键词：矩形窄缝非加热区域流固共轭传热 CFD程序

基于特征分裂有限元准隐格式的共轭传热整体耦合数值模拟方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

力学学报 2021年第4期53卷 986-997页

作者：刘瑜邓家钰王成恩苏红星上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 大连理工大学航空航天学院辽宁大连116024

共轭传热现象在科学和工程领域中大量存在.随着计算能力的发展,对共轭传热现象进行准确有效的数值模拟,成为科学研究和工程设计上的重要挑战.共轭传热数值模拟的方法可以分为两大类:分区耦合和整体耦合.本文采用有限元法对共轭传热问题... 详细信息

共轭传热现象在科学和工程领域中大量存在.随着计算能力的发展,对共轭传热现象进行准确有效的数值模拟,成为科学研究和工程设计上的重要挑战.共轭传热数值模拟的方法可以分为两大类:分区耦合和整体耦合.本文采用有限元法对共轭传热问题进行整体耦合模拟.固体传热求解采用标准的伽辽金有限元方法.流动求解采用基于特征分裂的有限元方法.该方法是一种重要的求解流动问题的有限元方法,可以使用等阶有限元.该方法的准隐格式与其他格式相比,具有时间步长大的特点.将稳定项中的时间步长与全局时间步长分开,改进了准隐格式的稳定性.基于改进的特征分裂有限元方法的准隐格式,发展了一种层流共轭传热数值模拟的整体耦合方法.采用这种方法可以将流体计算域和固体计算域作为一个整体划分有限元网格,并且所有变量都可以采用相同的插值函数,从而有利于程序的实现.通过对典型问题的模拟,验证了这种方法的准确性.本工作还研究了固体区域时间步长对定常共轭传热问题数值模拟收敛性的影响.

关键词：共轭传热整体耦合不可压缩流动有限元数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

共轭传热室内环境数值预测模型

湖南大学学报（自然科学版） 2002年第4期29卷 92-97页

作者：张泠张楠汤广发邓启红湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 中南大学建筑与城市规划系湖南长沙410075

尝试将计算传热学和计算流体力学综合应用于室内气流组织的数值计算 ,将计算范围扩至建筑围护结构外表面 ,根据 Patankar提出的对 Γ求调和平均的措施。

关键词：数值预测模型建筑围护结构共轭传热室内环境室内气流组织数值计算计算传热学