带有上下均风孔板速冻装置中流场及温度场数值模拟

以计算流体力学和传热学为基础,建立了装有新风换气机房间三种气流组织形式的物理及数学模型.运用k-ε模型和simplec算法对装有新风换气机房间的流场及温度场进行了数值模拟,给出了温度场及流场的数值结果,分析了三种不同气流组织形式对室内流场及温度场的影响.

第17卷第4期 2005年8月 　　　　　　　　　 　　　　钢铁研究学报 　　　journalofironandsteelresearch vol.17,no.4 　aug.2005 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59995440) 作者简介:谢海波(19722),男,博士生;　　e2mail:hbxie@126.com;　　修订日期:2004209207 层流冷却过程中带钢温度场数值模拟 谢海波,　徐旭东,　刘相华,　王国栋 (东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110004) 摘　要:分析了带钢层流冷却过程中的传热,并利用有限元法对层流冷却过程中带钢温度场进行了模拟计算。结 果表明:随着轧件厚度的减薄,在带钢厚度方向上的温差逐渐减小;冷却速度不同时,带

以镀锌钢板为母材,以cusi3焊丝为钎料,进行了单、双光束激光钎焊实验．在分析单、双光束激光填丝钎焊传热行为的基础上,采用有限元方法对激光钎焊温度场进行了数值模拟,提出了激光填丝钎焊热源模型．采用体热源来模拟熔化钎料铺展流动引起的传热,模型考虑了热物性参数随温度的变化带来的非线性影响以及潜热、辐射和对流对传热的影响．对典型激光钎焊工艺参数下的温度场进行计算,结果表明：单光束激光钎焊有较高的温度梯度,而2mm焦点间距的双光束钎焊接头峰值温度和温度梯度低,高温区域宽,更适合于获得良好的钎焊接头．

基于传热学的基本理论,以文氏管控冷设备为研究对象,建立了实体模型并确定了边界条件;结合生产现场,模拟了冷却水压力、温度和流量对轧件温度场的影响。并以模型指导生产,取得了可观的经济效益。

常规潜艇通常在通气管状态航行时进行充电,排气集水箱的应用可以有效防止海水倒灌进柴油机。本文对某型排气集水箱建立了三维数值模型,对其内部流场及温度场进行了数值模拟,得到了内部流场、温度场和压力场的分布,并分析了细管长度对内部温度和压力变化的影响。结果表明,内部气流的回流及旋转有利于降低排气噪声;冷却水的流动可以起到很好的降温效果;适当缩短内部细管的长度可以增强冷却降温效果,使温降从48.3k提高到了68k。

基于计算流体动力学对某列车车厢内部的速度场与温度场的分布进行了数值模拟。采用稳态不可压缩雷诺平均n-s方程,紊流模型选择两方程模型,应用有限体积法计算了车厢内气固耦合传热问题。研究了送风方式和送风速度对空调列车室内流场的影响,以及送风温度对列车室内温度场的影响,为空调列车室内气流组织优化设计及舒适性研究提供依据。

空调车室气流流场和温度场研究是空调车室内气流组织设计及车室内舒适环境评价与研究的基础。空调车室的空气流场数值计算是一复杂热边界条件、气固耦合的传热数值计算问题。该文介绍了空调车室内空气流动的数学模型及复杂边界条件的处理,阐述了车室气流流场和温度场数值模拟采用整体求解法所应注意的问题,simple和simpler算法的比较,以及通用微分方程中各项的处理方式。最后通过ansys/flotran软件对二维的车室内气流流场和温度场进行模拟,论证了此有限元软件在空调车室数值模拟上的可行性

确定空调车室内流场和温度场的分布和变化过程是其气流组织设计及车室内舒适环境评价与研究的基础。空调车室的流场、温度场数值计算是包含复杂流动边界、复杂热边界的数值计算问题。文中介绍了空调车室内空气流动的数学模型及复杂边界条件的处理,讨论了瞬态温度场模拟的几个问题。通过fluent软件完成空调车室内的瞬态温度场的模拟分析,得到了合理的车室气流组织情况和温度分布结果。

建立了lng管道非稳态传热模型,对环境温度、保冷层厚度及对流换热系数三方面的温度变化进行了数值分析。研究结果表明:随着环境温度的增加,温度变化逐渐增大;随着保冷层厚度的增加,同一厚度下温度逐渐增大,温度变化梯度减小;空气对流换热系数与lng对流换热系数对温度变化均不敏感。

空调车室内瞬态温度场的数值模拟——文中介绍了空调车室内空气流动的数学模型及复杂边界条件的处理，讨论了瞬态温度场模拟的几个问题。通过fluent软件完成空调车室内的瞬态温度场的模拟分析，得到了合理的车室气流组织情况和温度分布结果。

基于ansys有限元分析软件,采用热流耦合与单独温度场两种分析方法,对调节阀的温度场进行分析。结果表明,采用热流耦合方法,可以提高温度分析精度,但计算过程复杂。通过对调节阀温度场的数值模拟,提出了降低执行机构温度的有效途径。

co2气体保护焊温度场的数值模拟——为了研究强制对气体保护焊温度场的影响，通过红外热像仪检测了co2气体保护焊的温度场，发现在熔池及其邻近区域温度呈圆锥形分布。

借助于通用有限元软件abaqus对典型的建筑结构屋面和墙体在周围环境温度、太阳辐射及非线性辐射交换等周期性变化的边界条件下的温度场进行了数值模拟.模拟结果表明:与有限体元法(fvm)相比,采用有限单元法(fem)也能得到可靠的温度参数;非线性辐射换热相比于表面对流换热来说不能忽略;保温层的铺设对混凝土板的温度分布有重要影响.

近20年以来,计算流体动力学得到了飞速的发展,它被应用到了计算物理、计算化学、计算力学等多个科学计算领域,计算机技术的不断进步使得应用计算机对工程现象进行数值模拟成为可能。目前学术界和工程界解决流体和传热应用比较广泛的就是cfd技术。cfd解决问题分为前处理、求解和后处理三个步骤。本文采用cfd技术对于供暖空调车室的温度场进行数值模拟,对于车室温度场的分布均匀性做出评价,这对于汽车空调技术的研究具有非常重要的意义。

采用kε湍流模型对空调客车内三维空气流场和温度场进行了数值模拟,并进行了相应的实验研究。研究结果表明,车厢内下部乘客区空气温度高于上部区域,对热舒适性不利;上部区域存在新风短路现象,建议采用下送风方式。

利用fluent软件对北京dkz1型地铁空调客车客室内的温度场和流场进行数值模拟,并在不同的送风温度和送风速度条件下选取典型面进行对比模拟分析,得出满足人体舒适性要求的送风温度和送风速度,为城轨空调客车空调系统的设计提供参考。

采用有限元模型,对中厚钢板回温轧制(trrp,temperature-revertingrollingprocess)工艺时的温度场进行了数值模拟,分析水流密度对表层超细晶形成的影响,并在实验室对回温轧制获得的钢板性能进行了评价。结果表明,试验钢获得超细晶的临界冷却温度为580℃;给定回温温度时,随着水流密度增加,冷却时间降低,钢板表层冷却到临界温度以下的厚度增加;与传统tmcp(thermo-mechanicalcontrolprocess)工艺相比,trrp工艺下精轧时,钢板内部温度更高,意味着大压下量轧制更容易进行。在实验室进行的trrp轧制试验,得到了表层超细晶钢,提高了力学性能。

用ansys对节能混凝土多孔砖墙体温度场进行了数值模拟,对模拟结果进行了分析,得出了模拟值与实测值拟合良好的结论,指出了该方法在工程设计上有广泛的应用前景,值得推广。

为探究碾压混凝土坝的温度变化情况,采用数值模拟的方法,对碾压混凝土坝的温度场进行仿真计算,结果表明碾压混凝土坝体内部温度收到外界温度影响,降温速度缓慢,数值模拟方法能够为碾压混凝土坝工程建设提供科学依据,并结合计算结果,对碾压混凝土坝的温度控制措施进行了探讨。

为了研究特厚板多层多道焊温度场分布,对两块板厚60mm的16mn特厚钢板的焊接过程进行了数值模拟和实验研究。利用ansys有限元软件和分布式计算方法,采用"生死单元"技术实现了模拟过程中焊接材料的逐步填充,对特厚钢板的对接多道焊过程进行三维瞬态温度场数值模拟。同时采用埋弧自动焊对16mn特厚钢板进行了17道焊接,焊接工艺参数与计算参数相同,焊接过程采用热电偶测量温度场,并与计算值相比较,结果表明:分布式计算方法可以有效缩短计算时间,且计算值与实验测量值吻合良好,成功实现了60mm特厚板多层多道焊的温度场数值模拟。

运用ansys有限元分析软件,建立了20钢中厚板对接接头焊接温度场的有限元模型,变换工艺参数且采用分步加载的方法分别对其焊接过程的温度场进行了模拟,得到了各种参数条件下20钢中厚板焊接过程中焊缝区的瞬态温度场以及各点的焊接热循环曲线。模拟结果显示,与实际符合较好,对焊接行为研究有很好的理论指导意义。

以工程中广泛采用的k-ε方程湍流模式为基础,运用计算流体力学的有限差分法和simple法对船舱的三维温度场进行动态数值模拟,为舱内空调的优化设计和空调设备节能研究提供一定的理论依据。