高超声速二维滑靴热-固耦合仿真

本文采用FLUENT对某简易滑靴二维模型在5Ma条件下的气流场及结构域温度场进行耦合仿真,对滑靴在气动热作用下的熔化情况进行评估,为高超声速火箭橇滑靴气动及热防护设计方法提供有益参考.

基于有限体积法的分体式冷却变压器热学三维仿真技术

变压器分体式冷却系统与常规冷却方式的散热器安装位置与安装方式均差别较大。由于分体式冷却系统的特殊性,在进行仿真模型研究时参数制定和模型搭建较复杂,目前对其进行热学仿真的研究较少,且仿真准确性难以验证,需要开展更加深入的仿真研究和试验比对工作。对改造的10 k V油浸式变压器进行分体式冷却方式下的模拟试验,基于模拟试验变压器及分体式冷却器的设置建立了变压器分体式冷却系统的三维流-固-热耦合仿真计算模型,采用有限体积法求解出变压器及分体式冷却器的温度场分布,得到分体式冷却器在不同布置方式下的绕组热点温度。将仿真计算结果与试验数据、IEEE导则计算结果进行比对,结果显示,仿真得到的绕组热点温升、顶层油温升的误差比IEEE导则计算结果的误差分别减小了16.6、15.15 K,验证了该仿真模型的准确性和工程实用性。分析显示,试验模型散热器中心高度增加2 m,热点温度降低了7.9 K;散热器与变压器水平距离缩短3.5 m,热点温度上升了4.1 K,从而获得了分体式冷却布置方式对变压器热点温度变化趋势的影响。

数控加工机床内冷刀具热传分析与结构优化

由于切削温度会直接影响工件表面的加工质量以及刀具的使用寿命,为提高切削的加工精度和延长刀具的使用寿命,采用正交试验的方法设计一种数控加工机床内冷刀具的传热性能试验方案。使用ANSYS热-流-固耦合进行数值模拟,分析内冷刀具刀片结构参数和工况参数对切削温度的影响;通过分析传热性能,对刀片结构参数进行优化。结果表明:在试验参数范围内,刀片出液孔径、支液孔径和散热元件个数对刀具切削温度均有影响,刀具切削温度会随着支液孔径和散热元件个数的增大呈迅速下降趋势;在其他边界条件均不变的情况下,优化后的刀具切削温度可降低至177.87℃,大幅延长了刀具的使用寿命并提高了加工精度。

CFETR ECRH系统发射天线的初步结构设计与分析

电子回旋共振加热(ECRH)是中国聚变工程实验堆(CFETR)实现科学目标必不可少的辅助加热和电流驱动方式。发射天线是电子回旋共振加热系统的核心部件之一。为获得等离子体最佳的电流驱动效率,从发射天线的总体方案、波束的传输、波束的汇聚与发射、中子屏蔽、维护方案等方面对ECRH系统顶部发射天线的初步结构进行了设计。ECCD发射天线通过多波束汇聚方式,在CFETR装置紧凑的顶部颈管内,实现了2组9波束微波功率注入至等离子体共振层。发射天线采用颈管插塞式结构设计,有利于中子屏蔽设计和遥操作维护。通过流-热-固耦合仿真分析,为天线发射镜设计了有效的主动冷却方案。本文的分析和设计,为ECRH发射天线进一步的详细工程设计奠定了基础。

连续复式茶叶理条机优化设计与试验

针对绿茶加工杀青理条复式工序中,因茶叶理条动力学机理不明而导致成条效果不理想的问题,研究茶叶在连续复式理条机锅槽内茶叶与锅槽连续碰撞规律,建立茶叶在锅槽内滚动、抛撒、碰撞3个阶段的动力学模型,确定连续复式茶叶理条机的成条机理。根据茶叶在锅槽内的运动成形规律,优化斜U形锅槽,并利用Rocky Dem建立热固耦合下茶叶-锅槽相互作用的仿真模型,通过对茶叶平均速度及受力进行分析,确定了锅槽往复运动速率、锅槽挡板角度和锅槽与水平面夹角的最优工作参数。在最优参数确定的基础上,采用三因素三水平正交试验,确定实际工况下的最优参数组合,试验结果表明,当锅槽挡板角度为114.1°、锅槽往复运动速率为190.9 r/min、锅槽与水平面夹角为3.2°时,成条率为85.89%,碎茶率为1.70%,满足理条农艺要求。验证试验表明,在该最优结构与作业参数组合下,成条率、碎茶率分别为84.26%、1.79%,与优化结果相对误差在5%以内,表明优化结果的可靠性与精度。该研究可为茶叶理条成形机理与理条机关键参数优化提供参考。

转体桥梁下球铰及滑道支架无后浇带封固技术研究

下球铰、滑道及支架为桥梁平转法转体结构中关键部件,下球铰与上球铰组成转动结构核心,为桥梁平转提供转动面。常规预留后浇带分次封固、转盘一次性浇筑,在球铰、滑道支架安装处预留后浇凹槽,再安装定位下球铰及滑道,最后浇筑后浇带内剩余混凝土,完成球铰、滑道及其支架的封固。常规封固工艺工序较多、工艺复杂,且后浇带内作业空间小,施工难度大,混凝土施工质量难以控制。本文以山西省大同市大张高铁智家堡御河特大桥施工为背景,通过热固耦合仿真分析,论证取消后浇带的可行性,并对现场施工工艺进行总结,对同类工程具有重要指导意义。