油浸式变压器的全域热网络模型

热点温度是衡量变压器绝缘性能和安全裕度的重要指标,对其进行快速准确计算具有重要的意义。对油浸式变压器内部的产热和传热机理进行了分析,得到自然对流边界层中速度和温度分布与流体普朗特数Pr的关系,考虑到局部自然对流换热系数的沿程变化以及不同区域传热特性的差异,对油浸式变压器进行了分区分层处理。基于热电类比法定义了多种热阻类型,构建了油浸式变压器的全域热网络模型;通过有限元仿真对比了热网络模型的计算结果。二者所得绕组温度变化趋势相同,热点温度相差约1.9%,热点位置相差约7.7%。相比于有限元仿真,热网络模型在求解时间和效率上更有优势,能够实现油浸式变压器运行状态的在线监测、实时分析和动态评估。

基于形态空间格局分析与最小累积阻力模型的城市热环境生态网络优化研究

【目的】建立合理的城市热环境生态网络,以缓解城市热岛效应。【方法】以成都市中心城区为研究对象,基于“源-汇”理论,利用形态学空间格局分析方法(MSPA)与景观连通性指数,分别筛选研究区内景观稳定性好、连通性高的“源”“汇”景观作为生态源地;运用最小累积阻力模型、重力模型以及水文分析模块构建和筛选研究区内的重要生态廊道,从而建立缓解城市热环境问题的多层级“源-汇”景观网络。【结果】分别筛选出24个具有重要连通性的“源”“汇”核心斑块作为重要生态源地。构建“源-源”廊道102条,“汇-汇”廊道141条,“源-汇”廊道325条,生态节点103个,障碍点148个。通过综合相交分析,一级补偿廊道主要由岷江、毗河和其他河道构成,二级输送廊道主要分布在“汇”景观较为密集的区域,三级作用廊道主要分布在高强度建设区域。【结论】基于“源-汇”理论构建的多层级生态网络优化格局是有效缓解城市热岛效应的重要举措。图4表3参25.

混合热网络模型的构建及其结温估计方法

随着绝缘栅双极晶体管在电力电子系统中的广泛应用,对影响其可靠性的结温的准确获取变得至关重要。然而,模块主要的失效形式之一即焊料层的老化,会对结温产生很大的影响。为精确估计结温,结合2种传统热网络模型Cauer和Foster的优点,研究了2种热网络模型的接口方法,完成两部分模型的结合,将芯片焊料层的老化考虑在内提出了一种混合热网络模型。最后,通过有限元仿真和实验测试与混合热网络模型的计算结果对比,验证了混合热网络模型能够实现准确的结温估计,为模块运行状态的监测提供了依据。

IGBT器件参数的自适应热网络模型分析

阐述功率器件参数自适应热网络模型的理论基础。分析功率器件的热特性和参数,介绍热网络模型的基本原理,通过建立功率器件的热传导路径来描述其热行为。提出一种自适应热网络模型的建立方法,根据实际的功率器件参数来调整模型的参数。该自适应模型可以提高功率器件的热管理效果。

基于热误差神经网络预测模型的机床重点热刚度辨识方法研究

为了合理分配机床热刚度并为机床零部件的热刚度优化提供依据,提出一种基于热误差神经网络预测模型的机床重点热刚度辨识方法。该方法针对机床不同零部件的热刚度对整机热刚度的影响具有不完全相同的特征,定义一种机床重点热刚度的概念。根据机床温度和热误差试验数据,利用径向基神经网络建模精度高和泛化能力强的特点,建立一种机床热误差神经网络预测模型。以机床不同零部件达到热平衡后产生的单位温升为热误差预测模型的输入矢量,计算热误差变化值作为机床重点热刚度的辨识依据,在此基础上阐述机床重点热刚度辨识方法的原理和实施步骤。将该方法应用在一台高架桥式龙门加工中心的重点热刚度辨识上,辨识结果与验证试验得到的结果相一致。

基于BP神经网络的果蔬热导率预测模型

通过微热探针法测试装置研究了30个品种的果蔬热导率与可溶性固形物含量、含水率、密度和硬度等因素的变化关系,提出了一种基于BP神经网络的果蔬热导率预测模型,并根据误差比较分析进行了模型优化。结果表明,该优化网络模型具有较好的热导率预测效果,平均相对误差为1.11%,平均绝对误差为0.005 7W/(m.K),可以用于果蔬贮藏加工业中果蔬热传递过程的计算。

热声热机网络模型演化与机理初探

提出了热驱动的热声热机系统是一个动态的演化过程,并运用热力学网络分析方法对这个动态过程进行了实验研究,对实验结果进行了建模和分析。用参数激励机理的振荡理论分析了系统的演化过程,认为时变参数流感是系统演化的网络关键参数,提出了定量判据系统工作能力的指标调制度。

热声热机的网络模型与仿真研究

介绍了热声热机的网络模型和其仿真计算方法。所开发的计算程序能预测热声系统的声场、回热器等元件及系统的阻抗、以及包括制冷量、制冷温度、热流、声功和COP等的性能参数。本模型的仿真研究将为热声系统的优化设计提供前提和依据。

基于改进的粒子群算法优化反向传播神经网络的热舒适度预测模型

针对热舒适度预测是一个复杂的非线性过程,不便于空调的实时控制应用的问题,提出一种基于改进的粒子群优化(PSO)算法优化反向传播(BP)神经网络的热舒适度预测模型。这一预测模型通过采用PSO算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,改善了传统BP算法收敛速度慢及对网络初始值敏感的问题。同时,针对标准PSO算法易出现早熟收敛、局部寻优能力弱等缺点,提出了相应改进策略,进一步提高了PSO优化BP神经网络的能力。实验结果表明:与传统BP模型和标准PSO-BP模型相比,基于改进的PSO-BP算法的热舒适度预测模型具有更高的预测精度和更快的收敛速度。

用于IGBT模块温度观测的3-D降阶混合型热模型

IGBT模块温度在线监测是提高大容量变流器可靠性的关键技术。在IGBT模块在线温度监测方法中,热阻模型法可对IGBT模块内部的温度分布进行估计,因而受到关注。结合了传感器数据的温度观测器可基于热阻模型,实时修正材料老化、参数温度依赖性和功率损耗计算误差等不确定因素对温度估计造成的影响。然而现有热模型无法同时兼顾系统可观性和建模准确性,且阶数相对较高,难以应用于温度观测器的在线运行。因此,该文提出了一种适用于风冷散热多芯片IGBT模块3-D温度观测器,同时满足可观性、准确性和实时性要求的混合型降阶热模型。首先,分析了热阻模型的拓扑结构及其参数辨识的方法,并探究了模型的状态空间生成规律;然后,基于非线性优化算法对该模型的参数进行修正,以减小因计算流体力学(CFD)仿真模型参数与实际参数不一致所引入的热阻模型与实验物理对象间的误差;随后,使用平衡截断法对热阻模型降阶,相对于现有集总参数热阻模型,进一步提高了实时求解效率;最后,通过仿真和实验验证了所提模型的准确性。

航天器热网络模型及其系数修正方法

叙述了目前航天器热网络模型与航天器实际换热之间的偏差，提出了利用航天器稳态热平衡试验结果进行热网络模型及其系数修正的方法。通过对某仪器舱热平衡试验数据的处理，实现了对该仪器舱热网络模型及其系数的修正，并对修正的结果进行了讨论。

热电厂热负荷预测的神经网络模型

提供了一种基于改进的ＢＰ网络——合成ＢＰ网络的热电厂热负荷预测模型，并对网络结构的构造方法及拟合精度进行了讨论。实际预测结果表明，基于合成ＢＰ网络的预测模型能很好地实现对热电厂热负荷的预测。

人工神经网络和数学模型在热连轧机组轧制力预报中的综合应用

针对传统轧制力模型的固有缺陷，为了提高精轧机组轧制力预设定精度，提出一种将人工神经网络和数学模型相结合的新方法，用于热连轧精轧机组轧制力的预设定。离线仿真表明，采用本文所述的方法，预报精度优于传统方法。预报结果的相对误差限制在±５％以内。

基于BP神经网络的热经济性在线计算模型

借助神经网络较强的非线性拟合能力、网络泛化及容错能力构建了基于BP神经网络的热经济性在线计算模型。以某台320 MW机组为例,针对特定的热经济性指标,根据指标的热力学特性,充分利用神经网络的优点构建了汽轮机热耗率的模型。与常规方法计算所得结果的对比表明,该模型具有较高的准确性和稳定性,非稳态运行引起的参数波动对其计算结果影响很小,为热经济性指标在线计算提供了一种新的思路和方法。

RC热网络建筑能耗预测模型综述

基于获取建筑能耗数据并对其进行准确的规划和配置,从而实现建筑节能,需要建立高效的建筑能耗预测模型。本文针对灰箱模型中的RC热网络建筑能耗预测模型进行综述研究。以典型的RC热网络模型为例,分析其建模思想以及模型推导方法。总结RC热网络建筑能耗预测模型传递矩阵的五个推导步骤,并对核心的模型参数优化算法:序列二次规划法、共轭梯度法和遗传算法三种算法进行分析。为提高模型计算速度和精度,数据融合和模型降阶方法成为模型的主要发展方向。本文通过RC热网络建筑能耗预测模型应用实例展示了其省时、高效、准确的预测性能,并且指出了其输入参数不稳定和预测形式单一的缺点。最后,展望了RC热网络建筑能耗预测模型的发展趋势和研究挑战。

用于电动汽车功率模块热分析的紧凑型热网络模型

由于恶劣的运行环境,IGBT模块成为电动汽车驱动系统最薄弱的环节。功率模块的失效主要由温度因素引发。为了尽可能准确地预测芯片结温,文中提出一种适用于电动汽车功率模块热分析的紧凑型热网络模型。首先在ANSYS/ICEPAK中搭建包含水冷散热系统的功率模块有限元模型。然后,提出一种考虑上下桥臂热耦合的3D紧凑型热网络模型,并详细地叙述热网络模型参数提取的步骤。最后,3D紧凑型热网络模型的仿真结果与有限元仿真模型高度吻合并且实验结果表明,所提出的热网络模型能够准确预测电动汽车中功率模块的结温。与有限元模型相比,所提出的热网络模型减少仿真时间,适用于功率模块的寿命估计和结温在线计算。

正戊烷热裂解自由基反应网络自生成模型的研究

基于图论的算法实现了以正戊烷为原料,自动构建热裂解反应网络的模型程序,为复杂原料的裂解反应自由基模型中反应网络的构建提供了可行的解决方案。采用此模型构建的反应网络对正戊烷热裂解反应进行模拟,在氢气、甲烷、乙烯和丙烯等主要产物的收率方面,相比手工构建的正戊烷热裂解自由基反应网络,自动构建反应网络模型的模拟结果与裂解实验结果更为接近,具有明显的优势;在此基础上对反应初始条件进行优化,通过优化起始反应物种,进一步提高了产物收率的预测准确性。

基于热阻网络模型的硅基微槽热沉多目标优化设计

微槽热沉具有传热效率高、可靠性强的优点,可用于对微尺度高热流密度电子元件进行冷却。为满足其性能需求和控制成本,在对微槽热沉进行设计时需要对其传热能力和流动阻力同时进行优化。传统研究采用的热阻网络模型较为简单,不能很好地反映热阻和流动阻力对微槽道截面形状拓扑变化的响应,且其优化对象通常为既定截面的形状尺寸。为此提出一种基于离散化方法的单层硅基微槽热沉热阻网络模型,将热沉鳍片细分为厚度较小的微元,根据微元热阻对微元宽度的响应及微元热阻对整体热阻的贡献来描述微槽道的整体热阻。以微泵输出功率为优化边界条件,压降和热阻为优化目标,通过SQP(sequential quadratic programming,序列二次规划)方法对层流状态下四边形等截面硅基微槽热沉进行尺寸优化,利用CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)对优化结果进行模拟和验证。结果表明,当鳍片高度较低时,鳍片截面形状为矩形,随着鳍高增加,截面形状有向三角形发展的趋势。在设计区间内,微槽道截面为梯形、鳍片截面为三角形时传热效率与压降相对占优。用边界点法和理想点法优化模型求得微槽道高度、鳍底宽、槽底宽、槽顶宽的优化结果分别为500,50,64.5,114.5μm和500,50,50,100μm。该方法能根据设计需求调整评价函数,同时计算结果具有重要工程意义,为微槽热沉设计人员提供参考。

回热器的热声网络模型

从基本守恒方程出发，以多孔介质毛细管束模型为基础，建立了回热式热机回热器的有源热声网络模型，并且根据网络理论及热声理论对有源热声网络模型中源项的特性进行了讨论。

瞬态、准瞬态和稳态热网络模型差异的数值分析

对于受传导和辐射传热控制的航天器热模型,用数值分析研究了瞬态、准瞬态和稳态热网络模型解的差异,结果表明,就所考察模型的星内设备而言,准瞬态的温度波动范围一定小于瞬态波动,但波动区间没有明显包含关系。稳态温度低于瞬态和准瞬态平均温度,甚至最低温度。