大型建筑内部火灾温度场的数值模拟

利用CFD技术对在建筑火灾情况下,温度场的变化趋势进行数值模拟。针对大型建筑内部火灾温度场数值模拟特点,考虑建筑火灾中温度、烟气扩散以及尺度较大等因素,通过小尺度数值实验,在模型的效率性和准确性方面对不同模型加以比较、分析,选取带浮力修正的模型。同时,选用国际通用CFD计算软件FLUENT6.1针对某大型建筑内部火灾温度场进行数值模拟。并结合区域模拟软件CFAST对结果进行比较分析。表明CFD场模拟软件FLUENT6.1具有较高的可靠性,可针对大型工程项目进行分析模拟。

激光切割铜板的温度场数值模拟

利用ANSYS Workbench有限元分析软件建立激光切割铜板过程的三维模型和理论切割模型,采用APDL编程语言对激光高斯热源沿着自定义轨迹移动切割铜板的过程进行数值模拟,分析多组激光扫描速度以及铜板表面的单热源与多热源加载方式对激光切割铜板过程中温度场分布的影响,结果表明,在激光切割铜板过程中,铜板表面温度场分布主要呈椭圆形彗星状态向周围扩散,随着激光扫描速度增大,铜板表面的温度梯度变化越来越小,其最高温度所在区域的温度云图形貌越来越细;与单热源加载方式比较,采用多热源加载方式对铜板进行激光切割时,铜板表面的温度梯度变化更小,温度场分布更加均匀;采用合适的激光扫描速度且以多热源加载方式对铜板进行激光切割,能有效减少颗粒熔渣在铜表面的堆积并可提高其切割效率。

强激光武器辐照弹道导弹温度场数值模拟

强激光武器的出现和投入实战对弹道导弹的生存造成了严峻的威胁。根据激光武器的特性和作战机理,分析了导弹壳体上激光辐照强度的影响因素,得到了导弹壳体上激光辐照强度的计算公式,从而计算出了不同作战距离下的激光辐照强度和光斑半径;建立了机载激光武器(ABL)照射弹道导弹壳体的有限元模型,得到了不同作战距离下弹道导弹被打击后内外壁面的温度分布以及内外壁面温度随时间的变化曲线。以上计算模型及计算结果为激光武器对弹道导弹的毁伤效应分析和激光防护方面的研究提供重要参考。

褐铁矿磁化焙烧过程回转窑内温度场数值模拟

回转窑是一种重要的加热用工业大型设备,测定和计算其内部的热量、温度分布对于合理设计转窑以及运行过程中物料的流量、加热温度等工艺参数的设定,以期达到节省能源的目的具有重要意义。本文分析了褐铁矿在回转窑内部还原焙烧过程中热量、燃气温度、物料温度、窑壁温度随窑长的变化,计算结果与测定结果较一致,对于理解热量以及温度的分布规律,合理安排烟气燃烧和物料分布的工艺参数具有一定意义。

矿车盘式制动器温度场的数值模拟

采用ABAQUS工程模拟有限元软件对矿车盘式制动器温度场进行数值模拟分析,通过得到不同制动工况下矿车盘式制动器的各摩擦副的温度变化曲线及失效的原因,从而为矿车盘式制动器的设计提供参考依据。

长沙综合枢纽船闸闸首大体积混凝土施工温控技术及温度场数值模拟

长沙综合枢纽双线船闸为大体积混凝土结构,混凝土浇筑量大。在保证工程质量的前提下,不埋设冷却管及其支架,优化混凝土施工配合比,研制和使用超缓凝材料与低热干性高掺低胶混凝土。经温度场仿真模拟与采用经验公式计算,混凝土可能出现的最大内外温差为5.8℃,内部最大温度峰值位于闸墩内部以及与基础接触部位,其他部位在35~50℃之间,计算成果与监测结果接近。温控措施的优化节省了大量的材料及劳动力资源和能源,加快了混凝土的施工进度,可为同类工程大体积混凝土施工提供参考。

漳州盆地深部岩层温度数值模拟及热储量估算

分别采用一维和二维热传导数学模型,对漳州盆地典型区域深部温度进行了数值模拟,并进行了热储量的初步估算。首先由实测样品数据得到地表生热率和热导率等参数,再由所得地表生热率计算深部生热率,依据地球物理勘探解释结果,给出地层结构和厚度等参数。然后分别利用一维分层热传导模型和二维稳态热传导模型进行数值模拟,得到不同条件下5 000 m以浅不同深度的温度值。最后基于数值模拟参数,给出了研究区分层热储量的计算结果。

空心锻件淬火过程温度场模拟

采用大型模拟软件对A517GrQ锻件淬火过程中温度场分布进行数值模拟。首先利用JMatPro计算材料的热物性参数．而后模拟计算锻件在淬火冷却过程中的温度场分布随淬火时间的变化情况，为热处理淬火工艺的制定提供理论依据。

兆瓦级风电机组机舱内部气流组织的数值模拟

针对兆瓦级风电机组机舱的通风散热问题,提出了下送上排、下送下排、侧送上排以及侧送下排四种不同的气流组织形式,利用CFD软件对这四种气流组织形式下机舱内的温度场进行了数值模拟,并将模拟结果进行了对比。数值模拟过程假设机舱罩为绝热边界,并利用第二类热边界条件来描述机舱内热源。此外还借助realizable k-ε湍流模型并采用SIMPLE算法。模拟结果表明:相对下送式的两种气流组织形式,侧送式有着更合理的温度分布。尤其是侧送上排式,在三个特定切面上的温度分布均优于其它三种气流组织形式。

基于ANSYS二次开发的焊接温度场前处理系统

要:针对大型应用软件ANSYS在进行有限元分析时存在重复建模缺点,基于VC与ANSYS的参数化设计语言APDL,对有限元前处理部分进行二次开发,编制出了管道焊接结构温度场的前处理系统.该系统封装了多种管道焊接结构建模以及不同焊接工艺的温度场分析过程的参数化命令流模板.通过友好直观的程序界面的操作,即可实现多种管道焊接结构的参数化建模、温度场数值模拟,从而提高了计算效率,保证了计算精度.并通过管道多层多道定位焊实例验证了该前处理系统的准确性及可用性.

厚板双TIG打底焊缝根部熔合的数值模拟

建立了厚板双面双TIG打底焊有限元模型,并通过焊接试验验证该模型的合理性及准确性.在此基础上分别对不同错边及钝边的坡口形式下厚板打底焊温度场进行了模拟.结果表明,随着预留间隙的增大,双弧打底焊可熔化的钝边量增大,可允许的错边范围先增大后减小;在厚板打底焊时,当钝边及错边之和不超过4 mm时预留2~4 mm的间隙能够得到根部熔合良好的焊缝;存在的错边及钝边量之和超过6 mm将产生未焊透缺陷;当钝边及错边之和在4~6 mm之间时打底焊缝根部熔合情况随着间隙改变而变化.

等离子与钨极双面电弧焊接热过程的数值模拟

利用由等离子电弧(PAW)与钨极电弧(TIG)构成的单电源双面电弧焊接(DSAW)工艺可以获得深宽比较大的焊缝,该工艺具有高效、低成本的特点,是一种先进焊接技术。本文综合考虑影响等离子弧小孔形成的等离子流力、重力、表面张力等力学因素,建立了小孔形成过程的数学模型,并以此为基础建立了DSAW电流密度分布和焊接传热的控制方程。采用数值模拟技术对上述方程进行耦合求解,定量分析了双面电弧焊接条件下的传热规律及热影响区性能,同时作为对比也模拟了PAW焊接的传热现象,揭示了DSAW大幅度增加熔深、改善热影响区性能的机理,为工艺参数优化设计提供了依据。

锅炉管表面NiCrSiB合金高频感应熔覆的数值模拟及熔覆层的性能

目前,管材表面的高频感应熔覆主要集中于试验方面,缺乏理论研究。对锅炉管壁在不同熔覆电流下高频感应熔覆NiCrSiB层的温度场进行了数值模拟,基于感应加热原理进行了有限元分析,并加以试验验证。采用金相显微镜、扫描电镜以及能谱仪对熔覆层的显微组织与成分进行了分析;采用硬度计及王水腐蚀分别测试了熔覆层的硬度及耐蚀性能。结果表明:在250 kHz时,熔覆电流越大,感应加热效率越高,感应加热结束时管内外壁的温差越大,管基体受到的热损伤越小;基体中的Mo元素向熔覆层扩散,熔覆层中的Si元素向基体渗透,过渡区Ni,Cr元素的含量相对熔覆层中的明显减少;熔覆频率为250 kHz,熔覆电流取830 A时,熔覆层和基体过渡区有明显锯齿状的白亮带产生,基体和熔覆层呈冶金结合,熔覆层金相组织为奥氏体+碳化物共晶,具有良好的耐蚀性能,平均硬度为323 HV,是基体的1.79倍。

双切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程的数值模拟

利用工程计算软件FULENT18.0对双切圆锅炉炉膛的燃烧过程进行了数值模拟,分析得到了锅炉炉膛内的速度场和温度场的分布规律。模拟结果表明:在炉膛内形成了两股反向的螺旋上升的气流,在锅炉燃烧器喷口的一次风截面上,速度场和温度场都出现了稳定的反向双切圆。锅炉的温度场在壁面和锅炉中心温度相对较低,而在气流切圆上的温度较高,这有助于防止高温腐蚀。模拟计算结果和实验值相对很接近,计算值就有较高的正确性。

46MnVS5连杆裂解槽脉冲激光加工数值模拟研究

分析了激光切割连杆裂解槽的温度场特性及对工件材料的热影响,建立了脉冲激光热源加工裂解槽温度场模型,分析了数值模拟中材料的初始条件、网格划分和热物理特性。通过数值模拟不同激光加工参数(脉冲功率、脉冲频率、脉冲宽度和切割速度)的温度场分布,得出激光参数对46MnVS5连杆裂解槽几何尺寸(槽深、槽宽和张角)的影响规律,为激光加工参数对连杆裂解槽质量参数影响的实验研究提供理论参考依据。

顶头等离子喷涂过程数值模拟

应用ANSYS有限元分析软件对穿孔顶头等离子喷涂及冷却过程进行有限元分析。建立模型时,采用厚度方向双层叠加来模拟真实的喷涂及沉积过程,得到了以Al_2O_3为涂层材料,喷涂过程中及冷却后穿孔顶头的温度场和应力场分布。通过该模拟,可以掌握穿孔顶头在等离子喷涂及冷却过程中的温度及应力变化规律,为优化制备穿孔顶头提供参考依据。

基于ABAQUS的湿式多盘制动器温度场数值模拟分析

以井下工程车辆的湿式多盘制动器为研究对象,建立了基于ABAQUS的湿式多盘制动器的热-机耦合有限元分析模型。通过对湿式多盘制动器温度场的数值模拟分析,得到了不同制动工况下湿式多盘制动器各摩擦副的温度变化曲线,为分析湿式多盘制动器的失效形式及原因提供了参考。

隧道窑烟气换热器肋板强化传热的数值研究

为了考察换热管外加装肋板对于某隧道窑烟气换热器换热性能的影响情况,利用计算流体动力学软件FLUENT,分别对无肋板和加装1、2、3块肋板四种情况下换热器内部的流场和温度场进行了数值模拟。根据模拟结果,加装1、2、3块肋板相对于不加装肋板,换热器的空气出口处的平均温度分别提高了0.7℃、2.6℃、3.7℃,空气流经换热器的机械能损失分别增加了0.5 Pa、3.1 Pa、5 Pa。由计算可知,加装三块肋板换热器相对于不加装肋板换热器每年所增加的能源节约量相当于22.2吨标准煤的发热量。因此,采用加装肋板这一强化传热方式,对于提高某隧道窑烟气换热器的换热性能的效果明显。

82B钢4道次预精轧过程的计算机模拟和分析

采用非线性有限元分析软件ABAQUS,通过建立的线材与轧辊的3维热机耦合模型,对钢厂82B钢(/%:0.79～0.86C、0.15～0.35Si、0.60～0.90Mn、≤0.030S、≤0.030P)φ20mm至φ16.5mm 4道次预精轧过程中轧件的温度场、应力-应变场和轧制力进行数值模拟和分析。结果表明,数值模拟结果与实测结果相符;预精轧过程轧件心部温度和表面温度的差值为～130℃;运用该模型对现场轧制过程中的前滑进行了分析,得出了影响前滑的因素主要有延伸系数、轧制孔型尺寸、轧制速度以及辊径与轧件厚度比值。

双面激光打底焊根部熔合模拟及组织演变分析

提出了一种双面摆动激光错位同步焊接新工艺,用于厚板大钝边的自熔打底焊接,开展了不同激光间距下打底焊接试验,建立了双面激光打底焊接有限元模型,获取熔池形貌,并与试验焊缝形貌进行对比验证,在此基础上分析了接头粗晶区的焊接热过程及组织演变.结果表明,双面摆动激光错位同步焊接可以实现大钝边打底焊缝的良好熔透成形;与单面激光打底焊接相比,双面激光焊接粗晶区800~500℃的冷却时间(t8/5)和800~300℃的冷却时间(t8/3)延长;当激光间距不低于50 mm时,粗晶区发生重新奥氏体化.单面摆动激光焊接粗晶区的显微组织为板条马氏体,双面摆动激光焊接粗晶区的显微组织为板条马氏体和板条贝氏体,而且随着激光间距的缩短,板条贝氏体含量逐渐增加;双面摆动激光错位同步焊接利于改善接头性能,降低冷裂倾向.