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[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
宋晓倩 胡芃 刘阳
应用ANSYS有限元分析研究了碳纤维增强复合材料(CFRP)格栅反射器中对接和插接典型胶接结构形式的稳态传热特性,并对环氧树脂添加氧化铝、氮化硅、石墨烯等高导热材料对传热的影响进行了对比分析.结果表明,随着环氧树脂胶热导率的提高,胶接界面热阻减小,胶接部位温差减小,温度分布均匀性更高.此工作为有效预测固面反射器在轨运行状态的温度分布和热变形大小提供了研究基础.
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘霄 于志明 张扬 郭晋 曾广琛
【目的】以物理力学性能达标为前提，研究不同材料与结构组成的半导体制热多层实木复合地板的电热性能，为电热地板的优化设计提供理论依据。【方法】从电热地板的构效关系角度出发，以地板断面密度为核心，采用材种优选、正交组坯和结构对称等方式设计出4种不同的电热地板结构方案。通过分析不同结构地板断面密度对传热效果的影响，比较评价其电热性能和使用能耗。【结果】为保证传热效率，半导体电热层应置于基材和面板之间，功率密度应设置在200～300 W/m~2的范围内，更为科学合理。经综合评价电热地板的传热效率、保温性能和能耗等指标，基材为混合树种的C结构，即表层为2层桦木，芯层为3层桉木的对称结构为设计方案中的最优结构。C结构电热地板在功率密度为300 W/m~2时表面平衡温度达到47.3℃，电-热辐射转换效率为76.7%，平均自然降温幅度为29.3%。达到目标温度45.4℃所消耗的电量为1 877.4×10~(-3) kW·h。【结论】不同材种与结构的地板断面密度差异较大，对导热系数、传热过程与电热性能有显著影响。在制备电热地板基材时，采用密度高、导热系数高、强度大的材种作外层，密度低、导热系数低、强度小的材种作芯层，形成“夹芯”结构可在保证电热地板尺寸稳定性等物理力学性能的基础上有效改善电热性能与能耗。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘梓标 林俊江 李和鑫 黄天娇 徐文彬 庄依杰
高能量密度电池作为新能源汽车的主要能源,其热安全问题受到学者们的广泛关注,而电池热管理系统能有效防止电池热失控。该文基于相变热管理技术原理,构建多孔介质复合相变材料(CPCM)的传热与电池产热的耦合模型,利用数值算法与粒子图像测速技术(PIV)相结合的研究方法,开展了多孔介质复合相变材料中锂离子电池的产热规律及复合相变材料的传热性能研究。结果表明:多孔介质可以有效地加速相变材料的熔化进程;复合相变材料可以减缓电池温度的上升速率;电流强度对热管理系统的熔化进程、储热量以及储热效率有明显影响。复合相变材料可以提高电池内部散热效率从而减缓电池温度的上升。当考虑双体电池模型时,应尽可能在电池间保持一定的空间,从而有利于电池热管理系统的散热。
[期刊] 林业科学
[作者]
邢靖晨 周玉成 虞宇翔 李露霏 常建民
【目的】建立传热数学模型,模拟探究一种以脂肪酸共晶混合物为相变材料的地采暖用相变储能地板,为新型地采暖储能地板的开发和应用提供理论基础。【方法】利用差示扫描量热法(DSC)和步冷曲线法分析脂肪酸共晶混合物的热性能,应用DSC和傅里叶红外(FTIR)分析其化学性质和热循环稳定性,确定脂肪酸共晶混合物对地采暖地面环境的适用性,选择脂肪酸共晶混合物作为相变储能地板用相变材料。建立并求解铺设脂肪酸相变地板的电加热地采暖系统传热数学模型,分析其节能性能和供热效果。具体过程为:首先,选择常用的典型房间理论模型,分析地采暖运行条件下室内热动态过程,并设定日夜间歇式地采暖运行模式;然后,建立房间传热模型,计算理论房间冬季室内供暖热负荷,确定相变材料用量以及地板表面与室内空气的换热关系;最后,建立地板传热模型,利用ANSYS软件模拟地采暖间歇式运行模式下脂肪酸相变地板的储放热过程,并观察室内空气温度和地板表面温度的变化规律,分析基于脂肪酸相变地板的电加热地采暖系统的节能性能与供热效果。【结果】脂肪酸共晶混合物相变温度在20～30℃之间,满足地采暖地面环境和人体舒适温度要求;脂肪酸共晶混合物熔程仅2～3℃,供热过程室内温度变化小;脂肪酸共晶混合物化学性质稳定,经过1 500次冻熔循环后熔点和潜热变化仅为0.27℃和1.7%,热循环稳定性突出,可满足在地采暖环境中长时间应用。以脂肪酸共晶混合物为相变材料的相变储能地板应用于地采暖环境中,可实现利用夜晚8 h储热、白天16 h放热的稳定供暖模式,将白天的用电负荷转移至夜晚,达到"移峰填谷"式节能用电目的,同时可将室内空气和地板表面温度控制在人体适宜范围内。【结论】脂肪酸相变地板用于电加热地采暖系统中,供暖和节能效果理想。通过改变脂肪酸共晶混合物的种类和配比,可灵活调整相变温度,使相变储能地板在不同气候地区及热负荷建筑设计的地采暖环境中都能发挥出良好的节能性能和供热效果,具有较大发展潜力。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李祯 张桂兰 李博 山其米克
为了提高木质材料的导热性能,获得一种板面温度分布均匀、节能降耗的地面采暖材料,选取木质材料为基材,碳素材料为导热材料,采用碳纳米技术和人造板技术相结合的工艺制备木基电热材料,并对其电热性能和板面温度进行分析和模拟。研究分析了碳素材料的涂覆形式、功率对木基电热材料的电热性能和板面温度的影响,并借助fluent软件模拟木基电热材料板面温度均匀性以及板面升温的情况,并对模拟数据与实测数据进行了对比分析。结果表明:在相同功率情况下,不同涂覆形式碳素材料发热情况不相同,碳素材料S型涂覆的电热材料发热性能最好,板面温度分布较均匀;不同功率情况下,通电15 min左右材料表面温度均达到35℃以上,所以优选碳素材料S型涂覆形式作为电热材料的内置发热层形式。在此基础上,采用Fluent软件对木基电热材料板面的升温过程的动态仿真进行了模拟,且模拟仿真结果与试验测试数据差值百分比在5%以内,所以仿真模型是有效的。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
潘天泉
分析了当前对屋顶种植层的研究现状以及对屋顶植被层进行理论和实验研究的意义;在前人的研究成果的基础上,对自然植被层进行理论与试验研究,找出自然植被层所表现出的热特性。结果表明:自然植被传热的理论模型与试验测试较为吻合,能够很好地说明本植被层的温度变化规律,为进一步研究其他植被层的热特性提供了有益的参考。
关键词：
自然植被层 传热 数值模拟
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
郝晓峰 刘文金 李贤军 吕建雄 孙德林 陈新义
针对梓木蒸汽爆破过程中传热机理的数值模拟进行研究。考虑木材内部水分、湿空气与固相骨架物质的对传热的影响,基于傅里叶导热定律,建立一维梓木爆破过程中传热数学模型,利用有限差分数学思想结合Fortran语言编写该模型数值计算程序,并通过实验验证了模型的准确性。结果表明该模型可以较为准确的反应梓木蒸汽爆破过程中的加热过程,能够定量分析板材内的温度、压力随时间变化的规律。
关键词：
梓木 蒸汽爆破 传热机理 数值模拟
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
雷隽卿 王东霞 蒋秀根 李保明
根据大气边界层风的特性,利用CFD方法,采用N-S方程、湍流κ-ε模型及壁面函数法对空气湍流进行了数值模拟;采用有限元方法对温室结构模型进行离散,利用大型通用有限元分析软件ANSYS,对脉动风下考虑流-固耦合的温室结构进行了数值模拟计算和分析。结果表明,脉动风作用下,结构最大位移为0.21 m,与平均风压作用下的结构最大位移0.007 4 m相比显著增大。认为进行温室结构设计时,应考虑流-固耦合作用下的脉动风效应。
关键词：
温室结构 湍流 脉动风 流-固耦合
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
沈晓斌
利用LS-DYNA有限元数值计算软件,对线型聚能切割器切割钢板过程进行模拟仿真,分析研究3种起爆方式及6种炸高工况下的切割效能进行。结果表明,该文所设计的线型聚能切割器在线起爆工况下产生的射流具有最优特征,其有效长度为32.2mm,分别是中心点起爆和单侧点起爆的1.12、1.09倍;射流有效切割速度可达1 744 m/s,分别是中心点起爆和单侧点起爆的1.08、1.02倍。炸高为0.5 cm时钢板毁伤程度最严重,炸高为2 cm时射流对钢板有效切口长度最长,当炸高大于2 cm时射流侵彻能力下降明显,表明射流对炸高较为敏感。
关键词：
线型聚能切割器 射流 数值模拟 炸高
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
杨程 吕岁菊 李春光 景何仿
【目的】以黄河沙坡头连续弯道段的水流运动为研究对象,研究非结构网格在天然河道数值模拟中的应用。【方法】建立三维紊流数学模型,采用有限体积法离散模型方程,利用SIMPLEC算法求解离散后的方程组。用非结构网格剖分研究区域,用等距分层法进行垂向分层,研究弯道水流表层、中层及底层平面流场和连续弯道典型断面处的纵向流速及环流分布,并对比分析横断面纵向流速的计算值与实测值。【结果】横断面纵向流速的计算值与实测值吻合较好。弯道水流底层到表层流速逐渐增大,在流速变化较大的地方出现了主流与深泓线分离的现象。弯道横向环流明
[期刊] 林业科学
[作者]
周晓燕 李键 周定国
运用有限差分法和反应系数法评价轻质麦秸复合墙体的传热特性,并将之与传统的砖混结构进行比较。结果表明:轻质麦秸复合墙体抵抗外界大气温度波动的能力是普通砖墙的8～10倍,具有良好的保温隔热性能;采用轻质麦秸复合墙体,其传热能耗能达国家要求的节能50%的目标,可作为新型节能建筑墙体材料在建筑行业广泛应用。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
郑文玲 张耀哲 杨石磊 梁宗祥
【目的】探求异型岔管的水力特性,研究岔管处局部水头损失及流速和压强的分布情况,并检验数值模拟方法的可靠性。【方法】采用物理模型试验和数值模拟相互验证的方法,依据实际情况对积石峡电站灌溉引水系统重力输水管网岔管在6种不同的供水工况(正常水位和死水位1#支管单独供水、2#支管单独供水及1#、2#支管联合供水)下的流速、压强分布及局部水头损失进行了研究。【结果】在6种不同工况下,局部水头损失系数的数值模拟值均小于试验值,相对误差最大为14.452 5%,且各工况下得到的岔管处局部水头损失、局部水头损失系数值并不相同;数值模拟结果直观地反映了岔管处流态分布和压强的变化情况。【结论】岔管处的水力特性复杂...
关键词：
异型岔管 水力特性 数值模拟 水头损失
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张旨晗 刘辉 吕振雷 侯岩松 孙立风 王石 吴朝霞 刘亚强
该文选用了一种现有的大动物单光子发射断层成像(single photon emission computed tomography,SPECT)探测器架构,在此基础上对其中的准直器系统进行了参数设计。通过理论计算视野(field of view,FOV)中心点的空间分辨率和探测效率以及投影交叠比例并设置一定约束条件,选出了6组设计方案作为评估对象,并利用了一种性能评估方法,通过计算选定像素的局部脉冲响应的对比度恢复系数(contrast recovery coefficient,CRC)和方差,对6组不同准直器设计方案进行了评估,给出了最优化的设计方案,并通过热圆柱模型的数值模拟成像实验对该设计方案进行了成像效果验证。理论计算和数值模拟结果表明:该设计方案在满足视野中心探测效率不低于0.03%的情况下,热圆柱成像空间分辨率不低于3.0mm,达到了技术指标要求。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
马文娟 塔娜 五十六 陈斌
研究冷风挡帘结构对寒冷干旱地区日光温室内温度分布的影响。以内蒙古呼和浩特近郊农户生产中使用的日光温室为研究对象,分别对具有冷风挡帘的日光温室(试验温室)和无挡帘的普通温室(对照温室)内的气温进行连续测试,建立2种日光温室在自然通风时的计算流体力学模型。结果表明:在距地面0.1m高度(作物冠层),试验温室在0.67.0m范围内的气温显著高于对照温室(α=0.05),温差最大值为4.2℃,最小值为1℃。将近地表气温低于20℃的区域面积值作为评价指标,当通风口底端竖直高度为0.25 m、宽0.3 m,太阳辐射≥
关键词：
日光温室 冷风挡帘 结构优化 CFD模型
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
徐伟 闫滨 杨国范 胡志华
为了解某待建水电站地下厂房结构设计的合理性,通过三维有限元数值模拟对厂房楼板、机墩、立柱、蜗壳混凝土、尾水管等重要部位设计成果进行模态及谐响应分析,结果表明:初步设计成果是合理的,并为该电站厂房的安全监测系统设计提出建议,为该电站厂房的施工图设计及日后工作顺利开展提供了重要的理论支持。
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