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半导体激光器的热场分析及热特性表征

稀有金属 2004年第3期28卷 551-553页

作者：张永刚何友军南矿军李爱珍中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050

基于有限元方法和实际器件的材料和结构参数 ,对 1.3 μmInAsP/InGaAsP脊波导多量子阱激光器和 8μmInAlAs/InGaAs/InP量子级联激光器等半导体激光器在CW以及各种脉冲驱动条件下的热场分布进行了模拟计算和分析 ,并对研制的实际器件采... 详细信息

基于有限元方法和实际器件的材料和结构参数 ,对 1.3 μmInAsP/InGaAsP脊波导多量子阱激光器和 8μmInAlAs/InGaAs/InP量子级联激光器等半导体激光器在CW以及各种脉冲驱动条件下的热场分布进行了模拟计算和分析 ,并对研制的实际器件采用变脉冲方法对其热特性进行了测量表征 ,实测与模拟所得结果相当吻合。

关键词：半导体激光器热场分析热阻有限元

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螺旋钻进模拟月壤过程的热场分析

地质科技情报 2011年第6期30卷 138-141页

作者：石浩段隆臣李天明中国地质大学岩土钻掘与防护教育部工程研究中心武汉430074 中国地质大学工程学院武汉430074 中国地质大学长江钻头公司武汉430074

介绍了一种新型的月壤钻具,为了了解新型螺旋钻具在钻进模拟月壤过程中的热场分布,优化了钻进过程参数,通过理论计算建立了钻进过程热场分布模型,并通过实验进行了验证,同时进行了热电偶测温实验。测温结果显示,所建立的模型较好地符合... 详细信息

介绍了一种新型的月壤钻具,为了了解新型螺旋钻具在钻进模拟月壤过程中的热场分布,优化了钻进过程参数,通过理论计算建立了钻进过程热场分布模型,并通过实验进行了验证,同时进行了热电偶测温实验。测温结果显示,所建立的模型较好地符合钻进过程的温度分布;在相同的条件下,钻进过程的温度随着转速的降低而升高。计算分析和实验结果表明:月壤钻进过程的温度分布与半径成反比;钻进参数设计合理,钻进过程中产生的热量对模拟月壤的影响很小,不合理的钻进参数会引起钻头温度急剧升高,导致钻进失败。钻进过程温度场的模拟和测定对合理选择钻进参数具有重要的意义。

关键词：模拟月壤螺旋钻进热场分析

高功率密度永磁同步电动机散热设计及热场分析

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微特电机 2013年第5期41卷 23-24,31页

作者：汪远林窦满峰西北工业大学陕西西安710129

高功率密度永磁同步电动机由于单位体积上所折合的输出功率大而具有广阔的应用前景。但单位体积上输出功率大的同时,发热量大,导致整机温升严重,合理的散热设计对高功率密度电动机至关重要。先计算电动机额定负载运行时的各种损耗值,分... 详细信息

高功率密度永磁同步电动机由于单位体积上所折合的输出功率大而具有广阔的应用前景。但单位体积上输出功率大的同时,发热量大,导致整机温升严重,合理的散热设计对高功率密度电动机至关重要。先计算电动机额定负载运行时的各种损耗值,分析电机温升特点,再合理地设计电机的冷却结构,最后对电机进行热场仿真分析。以一台21kW、11 000 r/min航空油泵电机设计为例,对电机进行了散热结构设计及热场分析。试验数据表明,电机发热计算及热场分析准确,冷却结构设计合理。

关键词：高功率密度永磁同步电动机散热设计热场分析

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镁渣余热利用中的热场分析及优化设计

热加工工艺 2022年第23期51卷 86-88,91页

作者：高波郭世平郭静静刘军榆林职业技术学院陕西榆林719000 西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710100

初出炉的还原镁渣温度可达1200℃,其余热有很高的再利用价值。本文利用有限元软件进行了镁渣余热预热粗镁的模拟计算。从加热方式和加热时间等方面研究坩埚在不同位置时的粗镁热量分布及热传递规律。将移动式坩埚优化为S形加热管以提高... 详细信息

初出炉的还原镁渣温度可达1200℃,其余热有很高的再利用价值。本文利用有限元软件进行了镁渣余热预热粗镁的模拟计算。从加热方式和加热时间等方面研究坩埚在不同位置时的粗镁热量分布及热传递规律。将移动式坩埚优化为S形加热管以提高加热效率。通过优化设计,粗镁变为850℃的液体,有效地提高了镁渣余热利用效率。

关键词：镁渣余热利用热场分析优化设计

基于ANSYS的电热产品热场分析方法与应用

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机械设计与制造 2005年第10期 117-119页

作者：宋娥李世国江南大学无锡214122

针对CAD\CAE软件的特点,给出了三维模型温度场分析的一般方法,并就CAD软件和CAE软件之间的数据交换问题提出了相应的解决方案。以电热产品为例,介绍了对具有内热源的三维稳态问题的分析流程和具体应用。

关键词： CAE ANSYS PROE 热场分析电热产品

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动力锂离子电池包热场分析与散热优化研究

动力锂离子电池包热场分析与散热优化研究

作者：段瑶娟北京交通大学

学位级别：硕士

锂离子动力电池具有电压平台高、比能量大、充放电效率高及寿命长等优势,已经在新能源汽车领域得到了普遍应用。借鉴于锂离子电池在电动汽车领域的广泛应用,为了建设节约型综合交通系统将锂离子动力电池储能元件推广到轨道交通领域。但... 详细信息

锂离子动力电池具有电压平台高、比能量大、充放电效率高及寿命长等优势,已经在新能源汽车领域得到了普遍应用。借鉴于锂离子电池在电动汽车领域的广泛应用,为了建设节约型综合交通系统将锂离子动力电池储能元件推广到轨道交通领域。但是在锂电池应用发展的同时也存在很多问题,尤其是温度不一致对大型成组电池包的性能影响,使得动力锂离子电池包的散热系统设计成为研究人员十分关注的问题。既要保证电池工作在临界温度范围内,也要控制整箱电池之间的温差,这样才能确保电池包的整体使用性能和循环寿命受到较少影响。因此本文系统地对混合动力动车组的钛酸锂电池温度场分布进行了仿真分析,从单体到整箱散热系统,实验与仿真相互验证,预测了电池包的散热性能并提出可优化方案。主要研究内容和成果如下： (1)建立了钛酸锂单体电池的传热模型,并对生热速率进行估算,拟合出生热速率关于时间的函数式,并通过实验验证了传热模型和生热速率计算式在锂离子电池温度数值模拟中有较高的准确性。 (2)运用计算流体力学(CFD)软件对钛酸锂动力电池包实际模型进行简化和有限元网格划分,采用高倍率循环充放工况并在开启风扇散热的条件下对温度进行仿真,分析流场和温度场分布结果来预测该电池包的散热性能。 (3)根据电池包热仿真的结果分析其散热存在的主要问题,提出两种可行的优化方案,对不同方案下的电池包进行有限元建模和温度仿真,并和原始结构的仿真结果进行对比,分析这两种方案对散热性能的影响。

关键词：钛酸锂电池传热模型热场分析散热优化

基于MRpHIFU快速扫描的热场分析和治疗策略及测温研究

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基于MRpHIFU快速扫描的热场分析和治疗策略及测温研究

作者：郭骏杰上海交通大学

学位级别：硕士

MRpHIFU系统结合了MR无损测温和HIFU非侵入式治疗的特性,在临床治疗上有着独特的优势。本文主要针对快速扫描方法和磁共振测温两个方面进行了深入详尽的研究。本文阐述了磁共振测温常用的三种方法的原理,以及他们的优缺点和适用环境。基... 详细信息

MRpHIFU系统结合了MR无损测温和HIFU非侵入式治疗的特性,在临床治疗上有着独特的优势。本文主要针对快速扫描方法和磁共振测温两个方面进行了深入详尽的研究。本文阐述了磁共振测温常用的三种方法的原理,以及他们的优缺点和适用环境。基于PRF的测温原理和相位相减法最适合应用在MRpHIFU系统上。本文研究了层厚参数对磁共振在冠状面和矢状面上测温结果的影响,分析并合理解释了实验结果。根据临床要求,我们认为3mm是合适的层厚参数。为了解决快速扫描方法无法很好的消融不规则或者带有较多细节的治疗区域的问题,我们提出了一种不等单次辐照时间方法,具体而言就是细节处的焦点与非细节处的焦点单次辐照时间不相同。我们针对是否应用方法设计了两个方案,分析对比加热相同目标区域的消融结果,设定热剂量的阈值来控制仿真过程,并用治疗总时间,目标组织消融比,非目标组织消融比,消融区域匹配度四个指标来评估消融效果。仿真结果证明这个方法是行之有效的。我们还分析扫描路径,辐照时间比例,单点单次辐照时间,焦点超声声强对最终治疗结果的影响。我们还对不同角度的区域细节进行了仿真以及方法原理分析。为了能够进行离体实验,我们开发完成了HIFU设备的控制软件。软件主要功能包括HIFU设备的参数设置,控制治疗过程,显示治疗信息,追踪软件错误信息等。我们利用该软件进行多次离体实验。从实验结果看,我们的不等单次辐照时间方法是行之有效的。

关键词：治疗策略热场分析 MR测温快速扫描方法控制软件

行星锥盘无级变速器参数化设计系统的开发和热场分析

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行星锥盘无级变速器参数化设计系统的开发和热场分析

作者：程伟华西安理工大学

学位级别：硕士

封闭式差动无级变速器是一种应用广泛,具有较好性能的新型无级变速器。目前我国对封闭式差动无级变速器的设计基本还停留在传统的CAD技术上,开发一套参数化的设计系统对于提高无级变速器的设计效率和缩短开发周期有着非常重要的现实意... 详细信息

封闭式差动无级变速器是一种应用广泛,具有较好性能的新型无级变速器。目前我国对封闭式差动无级变速器的设计基本还停留在传统的CAD技术上,开发一套参数化的设计系统对于提高无级变速器的设计效率和缩短开发周期有着非常重要的现实意义。另外,无级变速器在运行过程中的发热问题也不容忽视,因此有必要对无级变速器的关键零部件进行热分析。本文在封闭式行星锥盘无级变速器的基础上,以SolidWorks和VB为主要开发工具,开发了封闭式行星锥盘无级变速器参数化设计系统,并对无级变速器行星锥盘传动组件进行了热分析。本文主要内容如下:首先,以封闭式行星锥盘无级变速器二维零件图为基础,建立了三维实体零件的模版及工程图。其次,开发了封闭式行星锥盘无级变速器的参数化设计系统,包括文件浏览、零件参数化设计、无级变速器设计计算、数据库管理、装配和在线帮助模块,其中在零件参数化设计模块中还包括工程图的属性修改功能。最后利用COSMOSWorks有限元分析工具对无级变速器的行星锥盘传动组件进行了有限元分析,可验证零件的设计是否符合要求。最后,在对无级变速器行星锥盘传动组件进行理论热分析的同时,利用ANSYS有限元分析软件分析了组件的热场分布情况。本文对类似设备的参数化设计系统的开发以及利用ANSYS进行热分析也有一定的参考价值。

关键词：行星锥盘式无级变速器参数化设计 ANSYS 热场分析

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双相不锈钢激光焊接接头及热场分析实验研究

双相不锈钢激光焊接接头及热场分析实验研究

作者：杨碧涛广西大学

学位级别：硕士

激光焊接属于特种加工范畴,由于它的高精度、高能量及高灵活性而在现代焊接中广泛应用,特别是对于难焊接的材料,激光焊接具有无可比拟的优势。2205双相不锈钢具有良好的耐蚀性、高韧性及焊接性能,在海洋管道运输、石油化工、天然气等领... 详细信息

激光焊接属于特种加工范畴,由于它的高精度、高能量及高灵活性而在现代焊接中广泛应用,特别是对于难焊接的材料,激光焊接具有无可比拟的优势。2205双相不锈钢具有良好的耐蚀性、高韧性及焊接性能,在海洋管道运输、石油化工、天然气等领域中起着重要作用。厚度为1mm的双相不锈钢在使用传统焊接时会产生较大焊缝、变形及应力,会有熔池飞溅、过烧等焊接缺陷,从而影响焊缝的强度和形貌。采用激光焊接则能充分发挥激光焊接的优势,在保证焊缝强度、精度的同时又能得到可观形貌。本文采用脉冲激光对厚度为1mm的商用2205双相不锈钢进行对接焊接与搭接焊接实验、及厚度为1mm与2mm的不等厚度激光对接焊接实验。通过对比实验来研究氩气对焊接接头性能的影响,分析激光焊接2205双相不锈钢时激光加工参数对焊接接头力学性能及接头组织、形貌的影响。试图测量激光焊接过程中激光作用在工件表面上的作用力。通过高速摄影技术来探索激光焊接过程中熔池的形成、流动及周期性凝固过程,利用红外热成像技术来研究激光焊接双相不锈钢时的热场分布及变化情况,借助能谱分析仪器来测量化学元素成分的含量,综合以上手段来解释激光焊接过程中的复杂的光、热及化学现象。此外,还建立激光焊接2205双相不锈钢的焊接模型,对热场、热应力及热变形进行模拟研究。本文的研究分析了各激光加工参数对焊接接头力学性能和接头形貌的影响,拓展了脉冲激光焊接双相不锈钢时焊缝的成形机理,提出了采用红外热像仪监测激光焊接金属的热场变化与模拟仿真相结合的方案,丰富了激光焊接不锈钢的热场分布的研究方法,对激光焊接技术的发展具有重要的理论价值和应用指导意义。本文的主要结论如下:1、相比之下,激光搭接焊接2205双相不锈钢得到的焊接接头力学性能要比其他两种情形要好,其抗拉强度（最高达到919.71MPa）和弯曲性能均较优,而且形成的焊缝形貌较美观。激光对接焊接焊件主要在焊接接头处断裂,且由焊点上表面边缘向焊点中心断裂,为韧窝断裂;激光搭接焊接焊件断裂主要发生在母材区,为沿晶韧窝断裂。2、输入电流越大,熔池深度越大。脉宽对下熔宽的影响很大,脉宽越大,得到的下熔宽越大。激光脉冲频率增加使相邻焊点间距变小,更容易产生未焊透现象,但能减少凹陷缺陷的发生。保护气体能保护焊缝不被氧化,得到较为光洁的焊缝。有无保护气体都会使焊缝产生气孔缺陷。3、在对接焊接时,热场在焊接方向上呈抛物线向前移动,焊缝温度均匀,焊缝中心温度较高。等厚搭接焊接与不等厚对接焊接的温度场分布相似,除焊缝周围产生热场外,还由熔化飞溅出的金属气体形成第二个热场。4、焊件仅在脉冲时间内吸收激光的能量,吸收过程中先形成一个极小的焊点熔池,在不断吸收能量后,熔池迅速扩大,金属发生汽化,产生白烟并发出耀眼白光,形成大量等离子体,一直持续到脉冲作用结束。脉冲结束后是焊点凝固成型时间,如此周而复始形成焊缝。

关键词：激光焊接焊接接头力学性能焊接组织热场分析