大电流母排三维涡流场-温度场耦合分析

建立三相母排计算模型,用3种方法分析所得磁场分布曲线基本一致。在对于计算精度要求不高时,可以采用比较简单的解析方法。对误差要求较小时,必须考虑大电流的集肤效应,采用模拟电流法相对更为准确。

使用直接建模的方法构建变压器几何模型,采用ansyscfx软件对其温度场和流场进行数值模拟,得到一组可供参考的计算机实验结果。并展示了用该软件进行仿真的方法和效果,为变压器过热故障研究奠定了基础。

母排工作状况对整个配电系统的运行起着决定性的作用。针对配电房普遍使用的平板型空气绝缘母排结构,根据母排实际尺寸、位置等参数构建其工频磁场分布的计算模型。采用基于时域有限元的方法研究了矩形大电流母排满足的二维(2d)、三维(3d)涡流场问题。分析其磁感应强度变化,并与圆管型母排进行了比较,通过仿真验证,矩形母排磁感应强度与实测数据的最大误差小于5.79%,而圆管型母排磁感应强度与实测数据的误差较大。重点研究了不同工作电流对电磁力、磁场能量及功率损耗的影响。结果显示随电流增大,磁场能量、电磁力及功率损耗均呈增加趋势。当电流为2400a时,其三维涡流场的功率损耗高达114.462w/m。

排管敷设电缆群温度场是一个传导、对流和辐射3种传热方式的耦合过程,电缆群温度场和载流量计算必须考虑排管内部的空气自然对流和辐射传热。为此,基于传热学的基本原理,建立了10kv地下排管敷设电缆本体温度场域和电缆整体温度场域的有限元计算模型。采用有限元与流函数-涡量法相结合的方法,实现了传导、自然对流和辐射3种传热方式的流固耦合计算。借助于有限元分析软件ansys,得到含有内部空气对流和辐射的分散式排管敷设电缆群温度场分布。利用有限元和流函数-涡量法计算,克服了现有标准和文献中根据经验公式计算空气层热阻而引起的误差及不足,提高了计算精度。

人工冻结法是一种经济可靠的隧道联络通道开挖方法。冻结壁厚度是否达到设计要求是安全施工的重要保证。考虑实际施工过程中冻结管偏斜布置的情况,利用三维有限元方法对上海复兴东路越江隧道联络通道进行温度场模拟。针对冻结壁最薄弱的地方,分别在冻结壁底部、中部和顶部建立路径,并绘制每条路径不同时间点的温度分布曲线,最后分别分析了盐水温度、导热系数、焓三个因素对温度场分布的影响,得出有意义的结论,对联络通道安全施工有重要参考价值。

人工冻结法是一种经济可靠的隧道联络通道开挖方法.在冻结法施工过程中,冻结壁厚度是否达到设计要求是安全施工的重要保证.该文考虑了实际施工过程中冻结管偏斜布置的情况,利用三维有限元方法对上海复兴东路越江隧道联络通道进行温度场模拟.针对单排冻结管和双排冻结管,分别在冻结壁底部、中部和顶部建立路径,绘制每条路径的温度分布曲线,查看不同路径处冻结壁厚度及其随时间发展变化情况,得出有意义的结论,对联络通道安全施工有重要参考价值.

研究了水管冷却混凝土结构温度场的三维仿真计算方法,并将子结构技术应用到温度场的计算中,算例表明,该方法对于含有大量冷却水管混凝土结构的温度场精确求解问题是可行和有效的。

人工冻结施工技术是软土中地铁隧道开挖的一种经济可靠的方法,在上海地区得到了多次成功应用.然而,由于计算理论的不完善,也出现过诸如“上海地铁四号线透水”的重大工程事故.在冻结法施工过程中,如何控制冻结壁的厚度是一个非常重要的环节.考虑了冻结管偏斜布置的情况,利用有限元方法对上海市复兴东路隧道联络通道进行了三维温度场模拟.此外,还分析了冷媒温度、冻结时间和冻结壁厚度的关系.论文的成果可供同类工程参考.

盾构出洞水平冻结解冻温度场三维有限元分析——为揭示人工冻土解冻规律，对某地铁区间隧道盾构出洞水平冻结工程融化温度场进行了三维数值模拟分析，并研究了土体导热系数、比热容、含水率和环境温度等因素变化对人工冻土融化温度场的影响。计算结果表明：冻结帷...

分析某船用发电柴油机排气阀的工作环境及失效机理,建立柴油机排气阀的传热边界条件,结合ansys有限元分析软件,得出了排气门工作时的稳态温度场分布,为相关故障诊断提供参考依据。

采用等参元有限元法,对sf_6、220kv电流互感器内部三维温度场进行了数值计算.在三维温度场的计算中,采用等参坐标变换、自动剖分等手段,给出了一种复杂结构中三维温度场的计算方法.确定了互感器内部最高温度,为sf_6互感器内部绝缘温升设计提供了重要的温度场数据.

针对用解析法计算母线温升时存在的一些问题,笔者讨论了基于磁场-流场-热场耦合有限元分析的母线温升计算方法。首先计算母线的磁场和导体涡流分布,得到焦耳热源;然后基于流场-热场耦合的共轭传热模型,将前面计算得到的焦耳热加载为热源,进行温度场分析和温升计算。比较12500a大电流离相封闭母线的计算温升与该产品型式试验结果,误差小于2℃。该计算方法对于封闭母线的产品设计人员具有一定参考意义。

空调铁路客车室内空气湍流场、温度场的研究是空调客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,本文采用k—ε湍流模型,固体区域应用区域扩充方法,对空调客车室内三维空气流场与温度场分布进行了数值模拟研究,为空调客车室内舒适环境的优化研究提供了依据。

考虑沿管道轴向预热介质温降对土壤温度变化的影响,建立了有限区域内热油管道预热过程的三维非稳定耦合数学模型和边界条件,借助phoenics软件对数学模型进行了求解,模拟结果与工程现象吻合较好。证明了利用phoenics软件完全能够对温度场变化规律进行研究。

本文利用火焰图像探测器和相应的计算机组成的温度场可视化系统,在热气机上进行了燃烧室内三维温度场可视化研究。图像采集系统首先在黑体炉上进行了标定,标定后系统的最大温度测量误差小于5%.现场检测实验结果表明,高功率下燃烧室内最高温度为2316k,平均温度1598k;低功率下最高温度为2202k,平均温度1437k;三维温度场检测温度随热气机功率的变化趋势与热电偶所测结果随功率变化趋势相一致。

导体温度是电力电缆载流量幅值变化的最直接特征量,电缆表面温度和线芯温度是反应电缆运行情况的重要参量。在简化内热源的基础上,建立单芯交联聚乙烯电力电缆的传热模型;通过研究稳态时电缆温度场分布,分析温度参量之间的关系和影响载流量的因素;基于这个传热模型,优化影响因素,对提高电缆安全运行的可靠性和载流量最优化配置有重要的指导意义。

深井多圈管冻结消耗大量冷量,为了节约运行费用,可采用局部保温技术。针对已有三圈管冻结设计方案,采用数值计算方法,首次研究了外圈管采用不同的局部保温方案时冻结温度场的发展规律,按照冻结管布置方式将温度场划分为4个环形条带区,获得了各环形条带温度场受外圈管保温的影响规律,所得结果具有广泛的应用性,为深井冻结时是否采用保温以及采用何种保温方案提供了理论依据,具有重大的工程应用价值。

提出阀门阀体有限元建模的有效方法;采用结构分析有限元方法,对国产125mw汽轮机主蒸汽调节阀阀体冷态、温态、热态启停工况的温度场、热应力场、机械应力场、综合应力场进行了分析计算,得出了关键点在冷态启停工况详细的温度场及其对应的热应力场的变化规律,并给出了阀体在机组温态、热态启停工况下的应力场的计算结果;估算了各态启动的阀体寿命损耗

为深入理解和分析高温高压工况条件下某主冷却剂泵性能,采用计算流体力学方法(cfd)对其内部复杂的三维流场进行了数值模拟与分析.建立了某主冷却剂泵各部件几何模型,并对其进行网格划分.通过求解rans方程对主冷却剂泵内部三维流场进行数值求解,湍流流动采用sst模型进行模拟.计算得到该泵在高、低设计转速时的扬程、功率和效率等性能参数.计算结果与试验数据相比较,误差在4%以内.分析表明采用cfd方法模拟结构复杂的主冷却剂泵内部流动是可行的.

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。

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

运用大型有限元分析软件ansys耦合研究无隔板镁电解槽三维电热场,建立数学模型,分析边界条件,得到电解槽的电势和温度分布。以120ka无隔板镁电解槽为例,建立1/2全槽三维电热耦合模型,进行实例电热耦合分析,并与一维计算方法进行比较,探讨了阳极头温度、阳极断面电流密度和电解质压降的准确性。