基于CFD和热阻网络法的C型舱LEG船温度场分析及热应力计算

为解决C型舱LEG船进行温度场计算时,CFD方法难以计入结构细节以及热阻网络法处理热对流精度较低的问题,提出将2种方法相结合的船体结构温度场计算方法。在CFD计算时,只考虑主要结构,将计算结果作为热阻网络法的输入,而在热阻网络法中考虑结构细节。实船计算结果显示,该方法高效可靠,避免了2种方法的缺点,可以合理地求解船体结构的温度场,是一种工程上实用的方法。计算还表明,对于温度梯度大的关键结构区域,结构强度评估需要考虑热应力。

热阻网络法在轴系温度场求解中的应用

为了获得主轴系统的温度场,建立了主轴、轴承、套筒、轴承座、端盖的传导和对流换热热阻模型.通过热节点的热量平衡分析,建立了热节点的热量平衡方程组.采用Newton-Raphson法对热平衡方程组进行求解,获得了轴系温度场,对轴承预紧力和主轴转速、轴承初始接触角以及润滑剂黏度对轴系温度场节点温度的影响进行了数值分析和试验.结果表明,在不同的工况下,主轴系统温度场的分布是不同的,轴承的预紧力和主轴的转速越大,轴承的温度就越高,而轴承的初始接触角越大,轴承的温度则越低,并且润滑剂对轴承温度的影响在主轴高速运转时表现得更加明显.因此,通过对轴承预紧力的调节和轴承初始游隙的设定,不仅能够控制轴承工作时的温度场分布,而且可有效地避免滚动轴承的内、外圈因温度过高而导致的失效,从而提高滚动轴承的服役性能.

预测复合材料导热系数的热阻网络法

借助计算机模拟复合材料的空间结构,直接迭代求解热阻网络,得到复合材料的导热系数。分析了在随机分布条件下取样尺度对导热系数的影响,以及二维和三维条件下导热的差别。与文献中实验数据的比较表明,所述方法能够较好地预示颗粒弥散型复合材料的导热系数。

基于热阻网络法的电机瞬态温度场分析

针对用于电动汽车的驱动电机,要获得较高的功率密度并提升可靠性,必须进行温升分析与控制.通过有限元仿真可以进行精确计算,但存在计算效率低、实时控制较难实现等缺点.为快速分析电机温度场分布情况,在满足精度要求的前提下,本文基于热阻网络法,根据电机结构选取了关键部件作为温度节点,建立了8节点热阻网络,分析计算了热容、热阻、热源和边界条件,建立了矩阵数学模型,最终通过编程获得了额定工况下电机温度场的瞬态变化特性.结合有限元仿真,验证了该结果具备较高的可靠性,并从热阻网络的角度对限制电机温升的方法提出了建议.

热阻网络法在半导体照明光源热分析中的应用

热阻网络法在传统热阻定义的基础上,简化了系统的计算模型。文章在分析半导体照明系统内部各器件热阻的基础上,提出了一种计算各点温度的热阻网络模型。利用一维热阻网络拓朴关系进行了热场的计算和分析,并与有限元仿真结果进行了对比。通过验证表明,采用该方法得到的结点温度与有限元仿真的结果相差不超过5%,模拟结果与热阻网络模型预测的结果吻合得很好,显示该模型具有较高的精确度。这种热阻网络拓朴分析技术可在某种程度上应用于发光二极管(LED)组件甚至复杂的照明系统的热学分析。

关于3D堆叠MRAM热学分析方法的研究

本文针对3D堆叠磁随机存储器(Magnetic Random Access Memory,MRAM)的热学分析问题,在有限元法和热阻网络法的基础上,提出了一种局部等效法,可高精度并且快速地分析3D堆叠MRAM的热学分布.与有限元法相比,该方法使用直观方便,克服了有限元法建模与求解复杂耗时的问题;与热阻网络法相比,局部等效法具有保持较高精度的特点,解决了热阻网络法针对带夹层和硅通孔(Through Silicon Via,TSV)的复杂封装问题时存在较大误差的问题.对比结果表明,使用本文提出的方法得出的各叠层的上表面温度误差均小于0.05℃,精度与有限元法一致,并且更便捷高效.同时对应的建模结构简单,避免了热阻网络法将含铜柱的夹层和含铜柱的硅层分开考虑的不准确性.本文的研究可为未来多层3D堆叠MRAM热学特性相关的设计与分析提供指导.

基于颗粒团聚理论的纳米制冷剂导热系数计算

用基于颗粒团聚理论的导热系数算法计算了2种铜-水纳米流体在不同配比下的导热系数并与实验数据对比,证明了算法的可行性.使用该算法计算了5种铜-R22纳米制冷剂在不同配比下的导热系数.计算结果表明,颗粒团聚理论和热阻网络法是进行纳米制冷剂导热系数研究的有力工具.

基于内融冰的蓄冰槽蓄冰和融冰模型

分析了内融冰顺排盘管式蓄冰槽蓄冰过程中的相变传热 ,提出简化假设 ,并在此基础上建立了管束模型。利用热阻网络法 ,对模型进行计算分析。在改变蓄冷槽换热管的材料、管径、管间距及不同进口参数的情况下 ,分析了蓄冷槽结构和工况对蓄冰、融冰性能的影响。

1000MW级轴向氢冷汽轮发电机定子铁心通风系统

对采用轴向通风冷却系统的 1 0 0 0 MW级汽轮发电机定子铁心的通风和发热进行了研究 .对定子铁心 ,根据节点单元等效热阻网络法的要求 ,建立了定子铁心中典型的矩形单元、扇形单元、通风孔单元和齿顶单元模型 ,给出了这些单元等效热阻的计算方法 ,建立了各单元热平衡方程组 .以一台 93 0 MW的水氢氢汽轮发电机为例 ,计算出了其定子铁心通风孔单元的通风和气体温升 ,以及每个铁心单元的温升 .

风电机组齿轮箱高速轴端轴承热-应力耦合故障分析

建立了风电机组齿轮箱高速轴端轴承的热阻网络模型,研究了在变风速、变载荷情况下轴承的动态热特性.采用Ansys Workbench有限元方法进行三维热-应力耦合分析,并模拟轴承及其在故障条件下的温度、形变及热应力特征.结果表明:风速、轴承内圈和滚动体之间的接触热阻及润滑油的对流接触热阻对轴承的温度有显著影响;轴承正常运行时,最大形变出现在内圈与滚动体接触面,最大热应力出现在外圈外表面边缘;当轴承出现胶合以及磨损故障时,其温度分布、热流量及热应力均有不同程度变化.

潜水电机温度场研究方法及影响因素分析

以充油型潜水电机为研究对象,建立等效热阻网络模型和三维温度场计算模型,并将损耗和机壳表面对流传热系数以定值的形式加载到模型中,通过对比发现,有限体积法较等效热阻网络法更能合理地反映电机温度分布,进而以有限体积法为研究基础,对温度边界条件中影响因素进行分析,从而提出一种适用于潜水电机温度场磁热流耦合设置方法,即铜耗、粘滞损耗、机壳表面对流传热系数和内流场入口温度变化的UDF(User Defined Function)的设置,有助于提高温度计算结果准确性。

高压直流继电器线圈温度场数值算法

高压直流大功率继电器是新能源汽车等领域中的关键器件,其中的多匝密绕电磁线圈是磁路中的关键部件,其工作温升会严重影响继电器的电磁参数。此类线圈长时间工作或达到稳态时温度较高且不均匀,而以往研究中大多将其考虑为单个部件或温度分布均匀的区域,与实际中其较大的温度差异分布不符,不能为热设计提供准确的最高温度等参考数值,而热设计是影响继电器寿命可靠性的关键步骤。本文提出结合等效热阻网络与有限差分的多匝密绕线圈温度场数值计算方法,考虑绕组内部铜线、绝缘漆、空气等材料属性和线径、漆层厚度、线间距离等尺寸参数对传热的影响,可以快速计算得到线圈内部的温度场。通过与有限元法和实验测量结果对比,证明了该方法的可行性和高计算效率,为继电器发热设计提供了依据,同时也能为继电器多场耦合仿真中温度的准确计算提供了理论参考。