排管敷设电缆群暂态温度场和短时载流量数值计算

地下排管敷设已经成为电缆敷设的主要形式,准确计算地下排管敷设电缆群的暂态温度场和短时载流量对合理调配电缆线路短时负荷具有重要的意义。为此,利用有限差分法将地下排管敷设电缆群暂态温度场计算过程分为离散的时间步,在每一个时间步内,利用有限元法计算地下排管敷设电缆群的温度场分布,最后给出了整个时间域内地下排管敷设电缆群的温度变化过程和最终暂态温度场分布,在此基础上,利用迭代法计算不超过绝缘短时耐受温度极限的地下排管敷设电缆群的短时载流量。利用地下穿管的发热管试验和仿真来模拟地下排管敷设电缆,试验结果与仿真计算结果基本相符,证明了利用有限差分法和有限元法计算地下排管敷设电缆群暂态温度场和短时载流量具有较高的精度,为工程实际提供了一种新的短时载流量计算方法。

直埋电缆周期性负荷载流量的计算分析

直埋电缆载流量是结构设计和敷设安排的重要影响因素,定义为恒定负荷时可安全运行的最大电流。日常运行的系统其负荷电流可认为按照一定规律变化的,对周期变化的负荷下电力电缆传输特性进行分析,基于有限差分法编制了电缆暂态温度场数值计算程序,并采用恒定负荷和变负荷情况下直埋220 kV电缆大电流温升试验验证了程序计算的正确性。通过大量的数值计算对直埋电缆周期负荷载流量与负荷峰谷差的关系进行了研究,分析了已有的周期性负荷载流量解析计算方法的误差问题,提出了计算更加简便精确的周期性负荷载流量解析计算公式,在实际工程应用中更具可实现性。

注塑模三维瞬态温度场的建模及仿真

本文通过对空间域和时间域的离散，建立了注塑模三维瞬态温度场的完全边界积分计算模型。对注塑模具有效传热面进行剖分后，运用特解边界无法进行分析，并对制品采用加权差分格式计算，最后采用迭代法对模具和制品在边界面上进行热流耦合。在此基础上开发了三维瞬态温度场分析软件。实际应用表明所建计算模型是合理的。

注塑制品的瞬态温度场分析

注塑成形中的温度是影响生产效率和制品质量的关键因素.本文通过对时间域的离散,在稳态温度场分析的基础上,运用加权差分方法建立了注塑制品瞬态温度场的计算模型,给出了不同时刻制品的温度分布.

电缆载流量试验热稳定判据及试验误差的研究

运行中电力电缆线芯温度随负荷电流和电缆本体及周围媒质热特性参数的变化而变化,准确地确定电缆暂态温度场和线芯温度是提高电缆输送能力的基础。针对有限差分法计算电缆温度场难以处理电缆圆形边界和周围土壤矩形边界的问题,采用阶梯直线代替电缆圆形边界,在直角坐标系中直接求解电缆暂态温度场。基于坐标组合的有限差分法和大电流模拟试验验证该方法的有效性和实用性。计算程序分析了恒定负荷电流下电缆线芯的温升过程和载流量试验误差。计算结果表明:电缆线芯温升速度随土壤热阻系数的增加和电缆根数的增加而减慢,目前载流量试验中采用的热稳定判据可以使载流量试验值显著高于载流量实际值。

注蒸汽井温度场分析计算设计原理

利用汽液两相流理论和传热学原理分别建立了基本符合现场实际的注蒸汽井筒（包括井筒外部受热地层）的温度场分布模型及井筒内部的蒸汽流动模型，并将这两种模型藕合在一起编制了相应的温度场分布分析计算软件ISTAP。为了得到精确性较高的注汽过程蒸汽流动参数和温度分布，模型不仅考虑了井下封隔器和填充绝热材料的隔热管的使用及影响，还采用了更为合理的井底传热边界条件，并在瞬态地层温度场的分析中使用了边界适应性较好、计算精度较高的步进积分有限单元法。不仅给出了编程的计算原理及计算流程，还提出了一些有助于提高井筒温度场计算精度的处理技巧，使计算软件ISTAP有更好的实用性。

热流密度/对流换热边界下双向梯度板的瞬态温度场分析

采用有限单元-有限差分法研究了热流密度/对流换热边界条件下双向梯度板的瞬态热传导问题。采用细观力学方法结合混合律准则描述了材料的热物理属性,通过推导一种8节点高阶双向梯度单元建立了结构的连续梯度有限元模型。计算给出了在考虑组份属性的温度效应下,温度场的时间响应历程以及不同时刻温度场的空间分布形式,并与材料属性温度无关时的计算结果进行了比较,最后讨论了相关参数对瞬态温度场的影响规律。结果表明:温度较低时,组份属性的温度效应对瞬态温度场影响很小;在y方向热流密度载荷的作用下,温度场沿x、y方向均存在明显的梯度;x方向组份体积分布系数的增大,延长了温度场达到稳态需要的时间,绝对温度梯度沿x、y方向均增大,稳态温度场升高;增大y方向组份体积分布系数的值,情况相反。

考虑变比热的平板注塑件非对称冷却瞬态温度场数值模拟

对注塑平板制件非对称冷却过程进行了分析,通过近似假设,建立一维非稳态传热模型。考虑无定形聚合物和结晶型聚合物的比热对温度的依赖性,利用分段线性函数拟合聚合物的比热-温度曲线,通过对空间域和时间域的离散化,运用有限差分数值方法,模拟了无定形聚合物和结晶型聚合物注塑平板制件在模具中非对称冷却的一维瞬态温度场。

厚壁钢管热轧材冷却温度场的计算机模拟

通过对非稳态热传导过程的分析,依据传热学原理,建立了长厚壁钢管热轧后非稳态冷却温度场的数学模型,应用有限差分法得到长厚壁钢管节点温度的数值方程组.根据此方程组,用VC编制温度场模拟计算程序,实现计算机模拟,描绘了长厚壁钢管径向各节点冷却过程中的冷却曲线.

基于能量平衡法的光伏组件瞬态温度场预测

为了精确预测真实气象条件下光伏组件瞬态温度场,提出一种基于能量平衡法的光伏组件瞬态温度场预测方法,该方法构建了真实气象条件下光伏组件温度场数值计算的有限差分模型,并基于实际测量的气象条件预测了阴雨和多云两种天气下光伏组件温度场,通过与文献实测值比较,两者平均相对误差分别为1.63%和1.16%,表明本研究所开发的预测模型完全可以用于任何气象条件下光伏组件的瞬态温度场预测,相比于以往的预测模型,该模型具有更加准确快速的预测能力与更好的适用性。

不同季节施工对软基上船闸闸首结构的影响

软基上船闸闸首结构作为空间薄壁结构,在施工期混凝土浇筑硬化过程中产生较大热量,易受外界环境温度的影响,产生温度裂缝。因此,采用瞬变温度场和徐变应力场理论,以芒稻船闸闸首结构为例进行三维仿真分析,研究闸首结构在不同季节浇筑的温度和应力情况,分析其产生机理。结果表明,廊道在夏季和秋季浇筑时内部温度最大分别达到46.8、47.1℃,在夏季浇筑时拉应力最大为3.88 MPa,廊道内外边墙及阀门槽等结构突变处极易产生裂缝,应采取措施加以控制,在实际施工中应避免在夏季开始浇筑混凝土。

注射成型弧形流道流场分析

针对在注射成型过程中,注射熔体的均匀程度以及其进入型腔的速度方向对制件的品质会产生很大影响的问题,主要对熔体进入型腔前的流动进行分析.采用弧形流道,用有限差分法离散连续性方程和动量方程,用超松驰迭代法求解离散后的代数方程组,进而求出弧形流道熔体流动的速度和压强分布.结果表明,在弧形流道中,外层熔体可能进入中心层甚至内层,局部有旋涡,内外层熔体有物质和能量交换,所以熔体经过弧形流道后密度和温度场分布更均匀.

注塑件冷却过程二维瞬态温度场的计算机仿真

分析了矩形截面的长条形注塑制件在模具中的冷却过程,基于理想化假设,建立了二维非稳态传热模型.考虑了无定形和结晶型聚合物的比热对温度的依赖性,利用分段线性函数拟合聚合物的比热-温度曲线.对空间域和时间域进行离散,采用有限差分数值方法,通过计算机编程求解方程组,开发了基于Visual Basic的可视化仿真软件,动态模拟了各时刻注塑制品在模具中冷却的二维瞬态温度场.