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Operation optimization of prefabricated light modular radiant heating system:Thermal resistance analysis and numerical study
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作者 LI Yao HU Ru-kun +4 位作者 XIN Li XUE Jie HUANG Fei XIA Jian-wei YANG Xiao-hu 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第6期1983-1997,共15页
The utilization of prefabricated light modular radiant heating system has demonstrated significant increases in heat transfer efficiency and energy conservation capabilities.Within prefabricated building construction,... The utilization of prefabricated light modular radiant heating system has demonstrated significant increases in heat transfer efficiency and energy conservation capabilities.Within prefabricated building construction,this new heating method presents an opportunity for the development of comprehensive facilities.The parameters for evaluating the effectiveness of such a system are the upper surface layer’s heat flux and temperature.In this paper,thermal resistance analysis calculation based on a simplified model for this unique radiant heating system analysis is presented with the heat transfer mechanism’s evaluation.The results obtained from thermal resistance analysis calculation and numerical simulation indicate that the thermal resistance analysis method is highly accurate with temperature discrepancies ranging from 0.44℃ to−0.44℃ and a heat flux discrepancy of less than 7.54%,which can meet the requirements of practical engineering applications,suggesting a foundation for the prefabricated radiant heating system. 展开更多
关键词 radiant heating system thermal resistance analysis simplified model numerical simulation heat flux temperatur
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Analysis of influence of heat exchangerfouling on heat transfer performancebased on thermal fluid coupling 被引量:1
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作者 HUANG Si MURAD Tariq +2 位作者 NIU Qifeng LIN Guangtang CHEN Jianxun 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第7期695-700,共6页
A study on heat transfer performance by thermal fluid coupling simulation for the fouling in a shell-tube heat exchanger used in engineering was presented. The coupling simulation was performed in a fluid and solid do... A study on heat transfer performance by thermal fluid coupling simulation for the fouling in a shell-tube heat exchanger used in engineering was presented. The coupling simulation was performed in a fluid and solid domains under three different fouling conditions: fouling inside the tube, fouling outside the tube, and fouling inside the shell. The flow field, temperature, and pressure distributions in the heat exchanger were solved numerically to analyze the heat transfer performance parameters, such as thermal resistance. It is found that the pressure drop of the heat exchanger and the thermal resistance of the tube wall increase by nearly 30% and 20%, respectively, when the relative fouling thickness reaches 10%. The fouling inside the tube has more impact on the heat transfer performance of the heat exchanger, and the fouling inside the shell has less impact. 展开更多
关键词 shell-tube heat exchanger thermal fluid coupling fouling thermal resistance heat transfer analysis
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无气囊式空气包双向流固耦合计算与模态分析
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作者 胡启国 赵胜东 +1 位作者 周小明 曾兴昌 《机械设计》 北大核心 2025年第3期21-28,共8页
空气包作为石油钻井过程中最重要的压力脉动缓冲设备,其缓冲效果对钻井泵能否稳定工作有着巨大的影响。文中以QDP-2200钻井泵使用的无气囊式空气包为例,基于计算流体动力学的双向流固耦合方法,研究无气囊式空气包的压力脉动情况和流体... 空气包作为石油钻井过程中最重要的压力脉动缓冲设备,其缓冲效果对钻井泵能否稳定工作有着巨大的影响。文中以QDP-2200钻井泵使用的无气囊式空气包为例,基于计算流体动力学的双向流固耦合方法,研究无气囊式空气包的压力脉动情况和流体速度分布情况,同时对比无预应力和有流固耦合预应力情况下无气囊式空气包的模态分析结果。研究结果表明:该空气包对于压力脉动的衰减较为显著,衰减率为65%,最大的流速冲击发生在内插管由大变小的管口区域;无气囊式空气包结构内部最大等效应力小于材料的屈服强度,最大的变形值为1.211×10^(-3) mm;在流固耦合作用下空气包的第5,6阶振型最大值有所增加,但总体振型最大值变化较小。 展开更多
关键词 数值模拟 双向流固耦合 空气包 模态分析
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IGBT相变冷板的设计和数值模拟
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作者 潘子升 周俊屹 +1 位作者 余时帆 胡桂林 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期506-513,531,共9页
针对绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块散热中功率密度高且散热负荷随工况变化的问题,基于制冷剂对流散热和蒸发潜热的微通道沸腾相变散热技术可对IGBT芯片进行有效散热,建立了三维、伪瞬态算法稳态和流体体积(VOF)相变的综合数学模型。研究了... 针对绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块散热中功率密度高且散热负荷随工况变化的问题,基于制冷剂对流散热和蒸发潜热的微通道沸腾相变散热技术可对IGBT芯片进行有效散热,建立了三维、伪瞬态算法稳态和流体体积(VOF)相变的综合数学模型。研究了R1233zd、R1234ze、R134a三种相变制冷剂在单片IGBT微通道沸腾相变散热器中的散热性能;在单片的基础上进行了多片IGBT串联、并联、串并联三种不同流道设计的微通道沸腾相变散热器性能的数值模拟研究。研究结果表明,R134a在6 L/min流速工况下,较其他两种相变制冷剂散热性能更优;串联流道比并联和串并联流道芯片温升低34.5%,其整体温升低于60℃。 展开更多
关键词 绝缘栅双极晶体管(IGBT) 散热器 数值模拟 制冷剂 流体体积(Vof)模型
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液氧电动屏蔽泵预冷流动换热与调控方法
5
作者 陆冠熙 张秉龙 +3 位作者 杨学森 项效镕 赵巍 赵庆军 《火箭推进》 北大核心 2025年第2期41-51,共11页
为了探究液氧电动屏蔽泵预冷过程中流动换热特性,建立液氧电动屏蔽泵流动换热模型,搭建低温介质预冷试验台,对液氧电动屏蔽泵预冷过程换热与流动特性开展数值模拟和试验研究。结果表明,电动屏蔽泵预冷时间主要受预冷介质流量、温度、压... 为了探究液氧电动屏蔽泵预冷过程中流动换热特性,建立液氧电动屏蔽泵流动换热模型,搭建低温介质预冷试验台,对液氧电动屏蔽泵预冷过程换热与流动特性开展数值模拟和试验研究。结果表明,电动屏蔽泵预冷时间主要受预冷介质流量、温度、压力影响。在预冷过程中,电机壁面预冷相对于泵体壁面更为困难,在排放预冷时应尽量采用较大流量进行预冷,以确保电机预冷效果。介质在电机流域的流动方式受预冷过程中泵内部压力变化发生改变,此变化会影响介质流动速率,从而影响介质与泵体换热;气化区域主要集中在电机两轴承间转子外壁面段以及泵后腔室处,受预冷流动方式影响气化介质对泵内流动影响显著;通过适当增大预冷流量,可以增大泵后腔室压力,从而有效提高电机流域介质流速,提高预冷效率,避免预冷介质过度消耗。 展开更多
关键词 电动屏蔽泵 排放预冷 数值计算 流场分析 流固换热
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考虑注浆作用的盾构隧道施工环境影响分析
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作者 刘钧 龚湘源 +2 位作者 黄栩 刘念武 徐浩东 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期708-712,共5页
为分析盾构隧道施工过程中的注浆过程对周边环境的影响,文章利用FLAC 3D有限元软件建立数值模型,通过设置孔压模拟注浆对地层的作用,采用流固耦合的数值方法模拟施工过程引起的地层变形。通过与实际工程对比,验证该方法的准确性,进一步... 为分析盾构隧道施工过程中的注浆过程对周边环境的影响,文章利用FLAC 3D有限元软件建立数值模型,通过设置孔压模拟注浆对地层的作用,采用流固耦合的数值方法模拟施工过程引起的地层变形。通过与实际工程对比,验证该方法的准确性,进一步分析盾构施工中注浆压力、临空时间对地表最大沉降的影响规律。结果表明:注浆压力越大,地表最大沉降越小,选用注浆压力为1.10倍上覆土重作用压力为最佳;临空时间越长,地表最大沉降越大。 展开更多
关键词 注浆作用 流固耦合 数值模拟 环境变形
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三瓣结构的滑梁式空气箔片轴承润滑力学建模及数值研究
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作者 吴洋 韩怡萱 +2 位作者 顾晨昀 冯伟军 安琦 《华东理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期135-146,共12页
以三瓣结构的滑梁式空气箔片轴承为研究对象,基于最小位能原理和非线性薄板理论建立了箔片的刚度矩阵,并通过接触理论和牛顿法建立了箔片形变的计算模型;采用有限差分法计算等温雷诺方程,并通过流固耦合方法,建立了完整的滑梁式箔片轴... 以三瓣结构的滑梁式空气箔片轴承为研究对象,基于最小位能原理和非线性薄板理论建立了箔片的刚度矩阵,并通过接触理论和牛顿法建立了箔片形变的计算模型;采用有限差分法计算等温雷诺方程,并通过流固耦合方法,建立了完整的滑梁式箔片轴承的力学模型。确定了计算流程,编写了计算程序,实现了对气膜压力分布、滑梁挠度和轴承极限载荷等参数的精确计算。结合具体算例,深入研究轴承参数对其性能的影响,研究表明,滑梁数目增多会降低轴承的最小气膜厚度,而增大轴向对称面的滑梁刚度可以提升轴承的极限承载能力。 展开更多
关键词 滑梁式空气轴承 三瓣结构 润滑力学建模 流固耦合 数值分析
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基于响应面分析的热流固耦合盐穴储气库泄漏率影响因素
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作者 史永飞 文沛然 +3 位作者 张俊飞 杨帆 范金洋 姜德义 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第4期43-56,共14页
盐穴储气库是以盐岩地层为储存介质的能源储库,用于储存空气和天然气等气体。盐穴使用过程中围岩蠕变变形会引发渗透系数改变,影响储气库的安全密闭性,增大气体泄漏风险,严重威胁公共安全。通过综合考量温度场、渗流场和应力场的相互作... 盐穴储气库是以盐岩地层为储存介质的能源储库,用于储存空气和天然气等气体。盐穴使用过程中围岩蠕变变形会引发渗透系数改变,影响储气库的安全密闭性,增大气体泄漏风险,严重威胁公共安全。通过综合考量温度场、渗流场和应力场的相互作用,以达西定律为依据,结合孔隙渗透率演化方程和蠕变本构模型,推导出了盐穴围岩渗流的热流固三场耦合方程。在此基础上,建立了盐穴储气库数值模型,通过数据模拟和响应面分析分别量化了单因素变化和多因素交互作用对盐穴储气库泄漏率的影响。结果表明:(1)提高最小工作压力和降低温度可有效抑制盐腔变形,而提高最大工作压力和减小腔体埋深会增加气体泄漏风险;(2)最小工作压力与最大工作压力和腔体埋深之间的交互作用对泄漏率的影响最为显著,且表现出强烈的协同效应。 展开更多
关键词 盐穴储气库 气体泄漏 围岩渗透率 热流固耦合模型 响应面分析 数值模拟
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流体与大变形弹性结构物相互作用MPS-BPM耦合模型研究
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作者 郝婕 王丽珠 +1 位作者 蒋勤 朱刘杰 《力学学报》 北大核心 2025年第6期1325-1335,共11页
针对流体与大变形弹性结构物相互作用中流-固界面复杂、大自由液面变形和强非线性运动的特点,采用改进的移动粒子半隐式法(MPS)模拟不可压缩流体运动,引入改进的黏结粒子模型(BPM)计算弹性结构体的变形运动,构建了一种新的基于纯拉格朗... 针对流体与大变形弹性结构物相互作用中流-固界面复杂、大自由液面变形和强非线性运动的特点,采用改进的移动粒子半隐式法(MPS)模拟不可压缩流体运动,引入改进的黏结粒子模型(BPM)计算弹性结构体的变形运动,构建了一种新的基于纯拉格朗日法的MPS-BPM无网格粒子法流-固耦合数值模型.该模型基于压强梯度力量化弹性结构物粒子所受到的周围流体作用;通过建立流体粒子和弹性结构物粒子的压力泊松方程,对流体域和结构域进行统一的数值离散求解,实现弹性结构体对周围流体的反馈作用;利用背景网格法削弱流-固交界面处的数值压力振荡与自由液面的数值波动,增强模型的计算精度和稳定性.首先,通过对弹性悬臂梁在初始瞬时速度条件下的运动模拟,验证改进的BPM法对模拟弹性体大变形运动问题的可靠性.然后,通过对弹性闸门溃坝水流运动与闸门变形、溃坝水流对弹性结构物冲击作用的模拟,分析MPS-BPM流-固耦合模型在模拟复杂的流-固相互作用问题中的适用性.计算结果表明:基于MPS-BPM耦合模型得到的流体速度场和压强场变化合理、弹性结构体内部应力分布平滑且流-固交界面处未出现非物理间隙,该耦合模型能够很好地再现流-固相互作用的运动过程. 展开更多
关键词 流-固耦合数值模拟 移动粒子半隐式法 黏结粒子模型 弹性结构变形 界面耦合
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基于流固耦合的蒸汽发生器传热管结构应力分析
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作者 郭超 魏超 +1 位作者 史强 张盼 《压力容器》 北大核心 2025年第2期38-45,共8页
蒸汽发生器传热管是压水堆核电站一回路压力边界的薄弱环节,正常运行及事故条件下的系统运行参数,直接影响着传热管结构的完整性。为进一步对传热管的结构响应特性进行研究,建立两种主流排列方式的传热管局部模型,分别进行正常运行和典... 蒸汽发生器传热管是压水堆核电站一回路压力边界的薄弱环节,正常运行及事故条件下的系统运行参数,直接影响着传热管结构的完整性。为进一步对传热管的结构响应特性进行研究,建立两种主流排列方式的传热管局部模型,分别进行正常运行和典型事故参数下的流固耦合计算,并获得一、二次侧流体共同作用下的传热管关键部位的载荷变化规律。结果表明,顺排模型在正常运行和丧失给水事故下的最大等效应力分别为110MPa和143MPa,叉排模型分别为112MPa和146MPa。在相同的流动条件下,传热管叉排模型的应力和变形均大于顺排模型;传热管根部横截面的等效应力沿壁厚方向先减小再增大,中部横截面的等效应力沿壁厚方向呈现近似线性降低;在传热管根部区域,内、外壁面的等效应力沿轴向高度先迅速降低而后快速升高,并形成应力平台。研究结果可为蒸汽发生器的设计及运行提供参考。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 传热管 流固耦合 应力分析
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多场耦合全金属螺杆泵转子力学及振动特性分析
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作者 卢林 张春香 +1 位作者 孔繁婷 周婧 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期218-223,共6页
为了提高全金属螺杆泵在高温环境下的运行可靠性,基于流热固耦合理论对全金属螺杆泵转子在高温环境下的力学特性和有预应力(流场、质量力和温度载荷)作用下的模态特性进行了分析。研究结果表明:不同压差下螺杆转子的最大等效应力和最大... 为了提高全金属螺杆泵在高温环境下的运行可靠性,基于流热固耦合理论对全金属螺杆泵转子在高温环境下的力学特性和有预应力(流场、质量力和温度载荷)作用下的模态特性进行了分析。研究结果表明:不同压差下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量是随着压差的增大而逐渐提高;不同间隙值下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量随着间隙值的增大而逐渐增大;不同定子导程下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量在(70~100)mm之间逐渐增大,之后两者都逐渐降低;不同粘度下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量在(20~40)cP之间是逐渐增大,而后随着粘度的增加两者逐渐减小;流场压力和定子导程对有预应力的模态最大变形量影响较间隙值和粘度更为明显。研究结果可为全金属螺杆泵设计开发提供一定的理论支撑。 展开更多
关键词 全金属螺杆泵 流热固耦合 转子系统 应力变形 模态分析
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Welander自然循环问题高精度数值模拟
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作者 巢飞 杨文 +2 位作者 邰云 邱金荣 单建强 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第13期93-98,共6页
目前主流的热工水力系统分析程序采用一阶差分格式来离散基本守恒方程。一阶差分截断误差大,导致系统分析程序在模拟自然循环问题时计算精度不高。为提高计算精度,本文采用两流体双压力两相流模型高精度数值解法对Welander自然循环问题... 目前主流的热工水力系统分析程序采用一阶差分格式来离散基本守恒方程。一阶差分截断误差大,导致系统分析程序在模拟自然循环问题时计算精度不高。为提高计算精度,本文采用两流体双压力两相流模型高精度数值解法对Welander自然循环问题进行计算分析。数值结果表明,高精度数值解法能有效减小数值扩散,提高预测精度。 展开更多
关键词 热工水力分析程序 两流体双压力模型 高精度数值算法 自然循环
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计及复杂换位结构的百万千瓦级汽轮发电机定子流固耦合传热研究 被引量:2
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作者 边旭 孟雨鹏 +2 位作者 梁艳萍 王乃元 韩仰志 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期5328-5337,I0026,共11页
百万千瓦级汽轮发电机的定子绕组通常采用多根空、实心股线并绕的复杂编织换位结构,针对尺寸相差悬殊的复杂结构使得其定子流固耦合模型的数值求解存在网格数量多、容易出现奇异解的难点问题,该文提出三维区段式流固耦合网格划分方法,... 百万千瓦级汽轮发电机的定子绕组通常采用多根空、实心股线并绕的复杂编织换位结构,针对尺寸相差悬殊的复杂结构使得其定子流固耦合模型的数值求解存在网格数量多、容易出现奇异解的难点问题,该文提出三维区段式流固耦合网格划分方法,根据不同区段股线的结构及传热特点,通过非均匀网格划分方法大大降低求解模型的网格数量,实现计及复杂换位结构的定子流固耦合模型的数值求解,并通过一台124万kW水氢氢冷汽轮发电机的短路型式实验进行验证。在此基础上,提出定子绕组的新型交叉换位方法并与传统换位方法的温度进行对比,结果表明,新型交叉换位方法使定子绕组股线以及绝缘的温度分布更加均匀,并且能够有效降低定子绕组最高温度。 展开更多
关键词 百万千瓦级汽轮发电机 定子 复杂换位结构 流固耦合 传热
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基于CEL方法的带结构物溃坝流数值模拟 被引量:2
14
作者 马洪玉 李敬军 +2 位作者 朱凯斌 赵艺颖 杨正权 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2024年第2期159-168,共10页
随着全球气温的不断升高,极端天气现象增多,溃坝现象成为水工结构方向需要重点防范的自然灾害。溃坝流的发展会对下游结构物产生巨大的破坏作用,因此深入探究溃坝流现象的水动力学特性以及溃坝流下游结构物所受到的冲击力影响势在必行... 随着全球气温的不断升高,极端天气现象增多,溃坝现象成为水工结构方向需要重点防范的自然灾害。溃坝流的发展会对下游结构物产生巨大的破坏作用,因此深入探究溃坝流现象的水动力学特性以及溃坝流下游结构物所受到的冲击力影响势在必行。本文针对带有结构物的溃坝流动问题现象,采用CEL方法(Coupled Eulerian-Lagrangian analysis,耦合欧拉-拉格朗日方法),对于溃坝流的发展、演化进行了数值模拟。研究结果表明,模拟结果中溃坝流自由表面及流体尖端时程变化与文献试验结果拟合较好,CEL方法可应用在溃坝流现象的模拟,并且具有较好的准确性和精度。结构物材料性能、高度及与结构物与溃坝流间的位置,均会影响溃坝流的运动状态以及结构物的受力变形状态,在不考虑结构物破坏的情况下,提高结构物弹性模量,增加结构物高度,以及减小结构物与溃坝流间的距离均可提高结构物对于溃坝流的阻挡作用。 展开更多
关键词 溃坝流 计算流体力学 耦合欧拉-拉格朗日方法 数值模拟 流固耦合
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拱坝坝身泄洪孔道脉动压力分布规律及其振动特征 被引量:1
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作者 龚成勇 谢庚淼 +3 位作者 樊新建 许浪 陈超 梁康 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期958-970,共13页
【目的】高拱坝坝身泄洪安全研究涉及泄洪孔道设计、结构强度、泄洪过程中的水流压力分布和流态特性等方面。【方法】以某坝高为270 m拱坝为研究对象,利用计算流体力学模拟坝身泄洪孔道流场并分析其脉动压力分布特征,利用流体/结构耦合... 【目的】高拱坝坝身泄洪安全研究涉及泄洪孔道设计、结构强度、泄洪过程中的水流压力分布和流态特性等方面。【方法】以某坝高为270 m拱坝为研究对象,利用计算流体力学模拟坝身泄洪孔道流场并分析其脉动压力分布特征,利用流体/结构耦合有限元模拟最不利工况压力脉动与坝体结构振动特征,解析泄流激励下高拱坝坝身振动机理。【结果】研究结果表明,拱坝坝身泄洪孔道内脉动压力变化极为复杂,其中表孔脉动压力最大值为133.25 kPa,最小值为29.48 kPa;中孔脉动压力最大值为5274.99 kPa,最小值为953.24 kPa.拱坝坝身泄洪孔道脉动压力在频域的能量分布均具有低频的特征,主能量分布在0~10 Hz的频率范围内。在泄流激励条件下,拱坝坝身总位移随脉动压力变化呈现一定周期性,且随周期总位移逐渐衰减,总位移值与脉动压力在同周期内先增大后减小,总位移值在1.2 s增大至最大值0.2120 cm,对应泄洪孔道脉动压力增大至极大值;拱坝坝身等效应力和等效应变的变化规律基本一致,1.2 s时等效应力和等效应变极大值分别为1426.60 kPa、7.49×10^(-5),且同周期内脉动压力呈现同样的变化趋势,拱坝坝身等效应力和等效应变与脉动压力变化具有完全的相关性。 展开更多
关键词 拱坝泄洪孔道 数值模拟 时均压力 脉动压力 流固耦合模型 振动机理
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考虑热障涂层及冷却结构影响的某F级燃气轮机火焰筒数值研究
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作者 肖俊峰 高松 +5 位作者 闫安 上官博 张蒙 何伟 李晓丰 张博瑶 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1408-1415,共8页
以某F级燃气轮机燃烧室火焰筒为研究对象,考虑热障涂层及冷却结构对火焰筒气动传热影响,基于流热固耦合方法对额定工况下的火焰筒进行了内部流场、温度场和应力场分析,并将数值分析结果与火焰筒实际损伤情况进行对比。结果表明:数值分... 以某F级燃气轮机燃烧室火焰筒为研究对象,考虑热障涂层及冷却结构对火焰筒气动传热影响,基于流热固耦合方法对额定工况下的火焰筒进行了内部流场、温度场和应力场分析,并将数值分析结果与火焰筒实际损伤情况进行对比。结果表明:数值分析结果的火焰筒高应力区域与火焰筒实际损伤区域基本吻合,采用流热固耦合方法可以预测火焰筒实际损伤情况;不同位置的热障涂层陶瓷层隔热效果相近;基体和热障涂层陶瓷层在冷却结构附近的区域均为高应力区域。 展开更多
关键词 火焰筒 热障涂层 冷却结构 流热固耦合 损伤分析 数值模拟
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超大型地下结构系统地震响应高性能弹塑性流固耦合分析 被引量:4
17
作者 余嘉轲 王荣鑫 +3 位作者 王睿 张建民 孙俊岭 王永成 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期190-199,共10页
随着城市地下空间开发进行加快,地下结构的抗震安全问题日益受到重视。为了研究饱和土层,尤其是可液化场地中超大型地下结构的地震响应,必须解决高性能计算、弹塑性本构模型、流固耦合等关键问题。该文基于高性能数值仿真平台GEOSX,开... 随着城市地下空间开发进行加快,地下结构的抗震安全问题日益受到重视。为了研究饱和土层,尤其是可液化场地中超大型地下结构的地震响应,必须解决高性能计算、弹塑性本构模型、流固耦合等关键问题。该文基于高性能数值仿真平台GEOSX,开发一套高性能弹塑性流固耦合分析方法。以北京城市副中心站综合交通枢纽为例,采用砂土液化大变形模型进行动力弹塑性流固耦合分析,计算规模超千万自由度。计算结果表明,所开发的分析方法具有较高的并行计算效率,可以实现可液化场地地下结构系统的大规模高效弹塑性流固耦合模拟。对于这一主要处于饱和砂土地层中的超大型地下结构系统,在基本地震作用下,饱和砂土层的最大超静孔压比达到约0.5,产生较为明显的弱化;结构地震层间位移角和内力均满足规范要求,由于存在开洞等断面变化,结构响应三维效应明显;由于与地下结构相连的地上结构相对较小,地上结构对地下结构地震响应影响有限。 展开更多
关键词 地下结构 可液化场地 动力分析 高性能计算 流固耦合 弹塑性模型
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软土地区某超深圆形基坑变形特性及流固耦合分析 被引量:2
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作者 马昕 孙德安 刘树佳 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期74-85,共12页
软土地区超深圆形基坑工程具有复杂性、危险性和稀缺性等特点,所以对其进行精确的模拟预测具有重要意义。以上海苏州河深隧工程中开挖深度56.3 m的超深圆形基坑为例,建立基于Biot固结理论的水土双向耦合有限元分析模型,结合实际监测数... 软土地区超深圆形基坑工程具有复杂性、危险性和稀缺性等特点,所以对其进行精确的模拟预测具有重要意义。以上海苏州河深隧工程中开挖深度56.3 m的超深圆形基坑为例,建立基于Biot固结理论的水土双向耦合有限元分析模型,结合实际监测数据研究了软土地区超深圆形基坑的受力与变形特性;探讨比较了双向耦合分析与工程中常用的仅考虑渗流场对土骨架作用的单向耦合分析在机理上的区别,以及2种分析计算结果与实际监测数据的差异。结果表明:(1)圆形围护结构受大偏压荷载一侧比未受偏压荷载一侧的侧向位移增大64.7%,表现出明显的空间效应;(2)双向耦合分析因为考虑了随时间的增加,水逐渐从孔隙排出,超孔隙水压力逐渐消散,并伴随着土体体积变化的过程,所以能够对土体以及围护结构的变形进行有效预测;(3)对于围护结构最大侧向位移,单向与双向耦合分析的计算值与实测值的误差分别为42.35%和14.35%;(4)关于最大环向轴力,单向与双向耦合分析的计算值与实测值的误差分别为14.30%和10.27%,双向耦合计算得到的基坑围护结构内力和变形的结果优于单向耦合计算。研究成果可为软土地区圆形超深基坑的设计和施工提供参考。 展开更多
关键词 超深基坑 流固耦合 数值分析 基坑变形 时空效应
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Ti-6Al-4V六槽深浅腔动静压轴承刚度数值分析 被引量:2
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作者 李素丽 王聪 《机床与液压》 北大核心 2024年第15期198-205,共8页
针对传统材料制造的动静压轴承刚度较差的问题,提出一种基于Ti-6Al-4V材料制造六槽深浅腔交错分布的动静压轴承。利用ANSYS有限元软件建立六槽深浅腔动静压轴承流固耦合模型,研究轴径间隙、转速以及偏心率对QSn4-3轴承和Ti-6Al-4V轴承... 针对传统材料制造的动静压轴承刚度较差的问题,提出一种基于Ti-6Al-4V材料制造六槽深浅腔交错分布的动静压轴承。利用ANSYS有限元软件建立六槽深浅腔动静压轴承流固耦合模型,研究轴径间隙、转速以及偏心率对QSn4-3轴承和Ti-6Al-4V轴承刚度的影响规律。结果表明:钛合金材料制成的轴承刚度优于传统锡基合金材料制造的轴承,各工况参数中,轴径间隙对轴承刚度的影响最为显著,其次是偏心率。该研究可为钛合金滑动轴承的数值模拟和设计提供参考。 展开更多
关键词 动静压轴承 TI-6AL-4V钛合金 六槽深浅腔 流固耦合 数值分析 刚度
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热边界阀门微小内漏时温度场计算方法研究 被引量:2
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作者 李元姣 苗碧琪 +2 位作者 何巍 蒋庆磊 杨垦 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第4期36-41,共6页
为了研究阀门内漏时管外壁温度场的分布情况,设计4种缺陷的阀门模型,基于FLUENT软件中的流动、蒸发冷凝及传热模型,进行了阀门流-热-固耦合仿真,获得了温度场随内漏量的分布规律:温度场分布在轴向及周向存在热分层;随着内漏量的增加,阀... 为了研究阀门内漏时管外壁温度场的分布情况,设计4种缺陷的阀门模型,基于FLUENT软件中的流动、蒸发冷凝及传热模型,进行了阀门流-热-固耦合仿真,获得了温度场随内漏量的分布规律:温度场分布在轴向及周向存在热分层;随着内漏量的增加,阀门下游温度场整体升高;周向热分层在2倍管径处趋于平缓,此位置可作为工程上内漏监测点。根据阀门内漏温度场的试验数据对模拟计算温度场进行对标,温度场偏差在工程允许范围内,验证了本文的研究方法可用于工程实际热边界阀门状态监测。 展开更多
关键词 边界阀门 内泄漏 热-流-固耦合 数值模拟
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