一种基于TDLAS的高分辨率二维温度场重建算法及数值仿真

发展了一种基于TDLAS正交光路的二维燃烧场温度重建算法,为了评价该重建方法,数值仿真了2 N(N≥3)条视线(Light-of-sight,LOS)测量路径呈N×N均匀排布时对两种不同的温度场的二维重建结果,并定义了最大偏差和平均偏差两个物理量来描述N值对重建结果的影响。结果表明,对于对称的单峰非均匀温度场,重建的温度场最大偏差在50K(2.5%)以内,最大偏差随N的奇偶而波动,其总体趋势随N增大而减小;平均偏差随着N的增大而减小,N≥9时最大偏差和平均偏差的改善均已不明显;对于双峰温度场,用该方法二维重建的结果最大偏差超过350K(15.2%),平均偏差大于0.03,并出现严重失真,此时可通过额外布置斜穿待测场的测量路径来改善测量结果。研究结果对实际的二维测量系统的搭建和应用有指导意义。

基于迭代和插值算法的二维温度场重建

采用声学传感器和温度传感器相配合得到温度和声学数据,利用迭代和二维插值的原理对离散点进行分析,进而重建二维温度场,数值仿真结果证明该方法是可行的。

撞击流气化炉内火焰二维温度场分布的测量

通过试验研究和理论分析,提出了一种基于彩色CCD三基色的单色法,测量了气化炉火焰温度,并计算气化火焰二维温度场。采用了多个参考点,进而提高了计算的精确性。结果表明,使用此方法能有效地检测气化火焰的二维温度场分布,并正确地反映气化燃烧状况,对工业气化炉的运行具有一定的指导意义。

二维温度梯度效应下的曲线梁桥支座设计

以现有连续梁桥横向温度梯度的研究成果为基础,结合现行的JTG D60—2004《公路桥涵设计通用规范》所规定的温度梯度,根据曲线梁桥的位置和走向,构造了3种二维温度梯度模式,并借助有限元软件ANSYS,分别研究了曲线连续梁桥在规范温度梯度和二维温度梯度作用下的受力与变形情况,通过计算结果的对比分析可知:在4种温度梯度模式作用下,梁体整体向外或向内偏移,二维温度梯度Ⅱ产生的梁体径向位移最大;探讨了二维温度梯度效应与规范温度梯度效应的特点,提出了基于二维温度梯度模式下的曲线连续梁桥全抗扭支撑体系的设计建议,中墩设固定支座,边墩设径向限位支座,其余设双向活动支座,能很好地限制二维温度梯度Ⅱ作用下梁体的径向位移,且支座径向支反力分布最为合理.

HDPE/PP共混物注射冷却过程中二维温度场的研究

采用数值模拟结合实验验证的方法,先建立高密度聚乙烯(HDPE)/聚丙烯(PP)共混物注射冷却过程中二维温度场的数学模型,根据改进焓法用Mathematica软件对模型进行求解计算得到共混物二维温度分布的模拟值;通过数据采集器对不同比例的HDPE/PP共混物注射冷却过程中的温度变化进行了数据采集,并将采集所得温度的实验值与模拟值进行了比较分析。结果表明:共混物在液相冷却段和结晶段温度分布的实验值与模拟值吻合良好,在固相冷却段实验值略高于模拟值。

汽轮机转子二维温度场在线仿真模型建立

在一体化过程模型开发平台(IMMS)的仿真系统支撑下,开发了汽轮机转子二维温度场有限元模型的通用仿真算法,并采用工程模块化的建模方法建立了汽轮机转子二维温度场的在线仿真模型(便于汽轮机转子和所划分网格几何尺寸的修改)。通过仿真试验与同条件下的二维解析结果作了对比,结果表明:所建立的仿真模型具有计算精度高、计算速度快和通用性强等优点。同时,该模型还可用于其它具有类似边界条件轴对称体结构的热状态分析。

梯形剖面肋片管二维温度场的测定与分析

根据流动相似原则对梯形剖面肋片管的模型温度场沿肋高、肋厚的分布规律进行了实际测定,对环肋结构优化有重要参考作用。

一种画二维温度场彩色云图的新方法

介绍一种画二维温度场彩色云图的新方法,其特点是算法简单,结果精确,易于编程。

基于二维温度场的平面任意区域三角形网格自动剖分

介绍了基于二维温度场平面任意区域的三角形网格的自动剖分方法,结合AFM(AdvancingFrontMethod)法给出了一种网格前处理的简单实用的算法。并在网格划分的后处理实现中,借助ObjectARX开发软件包,把前处理划分的结果输出到AutoCAD中,成功地实现了图形的可视化。实例及网格特性表明:这种网格自动剖分方法简单有效,且易于实现CAD/FEM一体化。

大型电机二维温度场的网络拓扑法计算

从传热学的基本理论出发,通过离散积分形式的热传导方程,构造出了网络拓扑法的通用计算格式。采用网络拓扑法对具有强迫通风系统的电机温度场进行了分析和计算,得出的计算结果说明网络拓扑法是一种简单易行、具有较高精确度的计算方法。

基于二维温度场理论的激光淬火工艺参数研究

基于激光淬火的二维温度场理论 ,通过对温度场分布公式的拟合简化 ,推导出激光淬火淬硬层理论宽度及深度计算公式 ,讨论了产生最大淬硬层深度和宽度的条件 从理论上说明了激光淬火工艺参数对淬硬层深度和宽度的影响 在对QT80 0 - 2进行的激光淬火实验中 ,淬火硬化层实测宽度和深度的实验值与理论计算值之间的误差大约为 1 0 % 。

CT-TDLAS测量燃烧火焰二维温度分布

结合可调谐半导体激光吸收光谱技术与计算机断层扫描技术,通过获得与实验值最适应的拟合光谱,重构本生灯燃烧火焰二维温度分布.以零均值归一化互相关和误差平方和作为指标,分析了32路测量组件的二维重构精度.结果表明,零均值归一化互相关达到0.994,误差平方和达到0.00086.采用32路测量系统实现了本生灯火焰二维温度的测量,并与热电偶测量结果进行对比.结果表明,两者之间的温度分布趋势相同,可调谐半导体激光吸收光谱测量具有更高的精度和分辨率,验证了可调谐半导体激光吸收光谱技术结合计算机断层扫描技术在测量二维火焰温度分布的可行性与精确性.

多室混凝土箱梁二维温度梯度研究

文章基于对儒乐湖大桥的温度监测,采用假设检验和最小二乘法对多室混凝土箱梁实测温差进行了统计分析;根据监测数据提出多室箱梁的二维温度梯度曲线,并与现行铁路桥梁规范的温度梯度曲线进行比较。研究结果表明:南昌及其周边地区多室混凝土箱梁横向和竖向实测温差服从三参数对数正态分布;竖向和横向温度曲线可表示为2个指数函数相加,模拟温度场与实测值吻合良好,能较准确地描述多室箱梁的温度分布特性。

混凝土弯连续刚构桥二维温度梯度效应研究

根据热传导原理采用有限元法研究了混凝土箱梁温度场分布规律,结合现行桥梁规范温度梯度模式,建立了2种混凝土箱梁A类、B类二维温度梯度模式,分析了混凝土弯连续刚构桥在二维温度梯度与一维温度梯度作用下的温度效应。根据研究结果,建议结合桥梁方位应用A类二维温度梯度分析大跨径弯连续刚构桥的温度效应。

铝板的CO_2激光焊接等离子体二维温度分布的测量

利用两个严格同步触发的高速相机,拍摄获取纯铝在CO2激光焊接过程中的等离子体在同一个方向上的二维投影。每个高速相机镜头前均加载了一定规格的滤波片,分别能允许宽度为4 nm、中心线分别为670和589 nm的谱线通过。这两条谱线分别是Al元素的一级和二级电离特征谱线。结合相机标定的原理,对两个特征谱线的二维投影图片进行配准,根据等离子体的热力学方程,使用双谱线比较法,得到了等离子体的二维温度分布。与传统的光谱方法相比,本文的方法可以获得二维温度场,从而可以从更加丰富的角度去分析等离子体的温度与侧吹气体流量等焊接参数的关系。

载流导体的二维温度场的分析

为分析机电设备导体中电流引起的热分布问题,建立了机电设备的简化有限元模型,对导体进行了自适应网格划分,采用有限元方法求解热导微分方程,得到导体中热分布情况,可以估算导体的形状和尺寸,为机电设备选择合适的导体提供了一种有效的设计方法。

基于红外测温的电站锅炉温度检测与二维温度场重建

基于红外辐射测温原理,提出利用红外比色测温技术检测电站锅炉炉内温度,研究并推导锅炉温度场重建算法,设计开发了1套基于红外测温的电站锅炉温度检测和二维温度场重建系统,并将系统应用于电厂锅炉从而验证了系统的实时性以及准确性。该系统可应用于高效脱硝,燃烧优化等领域,使发电过程实现更精确化控制。

基于TDLAS的二维温度场分布反演软件设计

可视化的二维温度场分布反演软件对温度场重建分布起到了重要的作用.基于可调谐二极管激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技术,结合代数迭代算法(algebraic reconstruction technique,ART)和Python设计语言,在读取两组积分吸光度的基础上,设计了二维温度场分布的可视化软件.结合激光吸收光谱技术和计算机断层扫描方法,封装了二维温度场重建的算法.在此基础上,添加可视化的操作界面,实现二维温度场重建的原始分布和插值后的分布。针对高斯分布的重建,与原始分布进行比较,结果显示,中心区域温度值较高,边缘较小。结果表明,ART算法和TDLAS技术的结合能够很好地实现二维温度场的反演,克服了TDLAS视线测量的缺陷。

直线运动火源扩散火焰二维温度场特征

利用高速摄像系统,结合三色测温法和图像处理技术,研究了运动火源扩散火焰二维温度场受速度、加速度影响的变化规律.提出一种可实现测量此类直线运动火源扩散火焰二维温度场的方法,并提取运动火焰温度信息,分析了速度和加速度参数影响运动火源瞬态温度场特征的变化规律,实时获取了直线运动火源扩散火焰的瞬态运动图像序列.结果表明:同一加速度条件下,运动火焰区域平均温度的变化规律经历三个不同速度的变化阶段.不同加速度条件下,运动火焰区域平均温度、最高温度随速度的变化规律具有相似性.此测温方法可解决直线运动火源扩散火焰温度场重建问题,为研究运动火源燃烧机理提供了一种新的分析方法.

方坯加热炉二维温度模型

开发了一种可用于方坯加热炉加热制度分析以及实时计算的方坯二维温度模型,该模型包括沿炉长方向的温度分布计算,方坯表面热流密度计算以及方坯内部二维热传导计算。加热炉炉长方向炉温分布根据热电偶测温数据获得;根据总括热吸收率方法计算方坯上、下表面的热流密度数值,并由此计算方坯侧面热流密度;对方坯内部热传导建立二维差分方程组,并利用ADI和TDMA算法进行求解。通过埋偶试验验证了模型方法的正确性,在某钢厂高线加热炉的运行测试表明,模型能够用于辅助制定钢种的加热制度,在线计算则表明了模型计算的通用性和实时性。