一类耦合模型双参数反演的正则化PINNs算法

1

作者 周琴 徐定华 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第5期1475-1482,共8页

讨论一类温度场-结晶耦合模型的双参数反问题,提出稳定化数值算法,以识别成核率和生长速率,并验证算法的抗噪性.将耦合模型嵌入深度神经网络的损失函数中,基于最小化损失函数更新神经网络参数,得到正问题的近似解;针对反问题,构造带正... 讨论一类温度场-结晶耦合模型的双参数反问题,提出稳定化数值算法,以识别成核率和生长速率,并验证算法的抗噪性.将耦合模型嵌入深度神经网络的损失函数中,基于最小化损失函数更新神经网络参数,得到正问题的近似解;针对反问题,构造带正则化项的损失函数,提出正则化物理信息神经网络(PINNs)算法.数值结果表明,正则化PINNs算法可有效求解温度场-结晶耦合模型的反问题,且具有抗噪稳定性. 展开更多

关键词 温度场-结晶耦合模型 反问题 正则化PINNs算法 成核率-生长速率反演

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基于对流-导热耦合模型的寒区水工隧洞围岩温度场分布规律研究 被引量：12

2

作者 孟尧 姜海波 《水资源与水工程学报》 CSCD 2020年第1期221-226,233,共7页

在高海拔寒冷地区,温度场是影响水工隧洞围岩稳定的重要因素。为了研究不同环境条件下水工隧洞温度场的特性及其变化规律,以新疆某寒区水工隧洞为依托,基于现场监测数据,采用有限元仿真计算,对不同自然通风温度和不同风速下的水工隧洞... 在高海拔寒冷地区,温度场是影响水工隧洞围岩稳定的重要因素。为了研究不同环境条件下水工隧洞温度场的特性及其变化规律,以新疆某寒区水工隧洞为依托,基于现场监测数据,采用有限元仿真计算,对不同自然通风温度和不同风速下的水工隧洞围岩温度场及其演化规律进行系统分析。结果表明:自然通风温度对隧洞轴向和径向围岩温度都有明显的影响,但随着时间的增加,通风温度对轴向和径向围岩温度的影响逐渐减小,自然通风150 d影响径向围岩深度在10 m左右,在围岩径向0~2 m温度变化最大。通风风速从1 m/s增加到4 m/s,隧洞轴向和径向围岩温度逐渐下降,并且随着轴向和径向距离的增加围岩的温度变化幅度在减小。 展开更多

关键词 水工隧洞 对流-导热耦合模型 围岩温度场 分布规律 寒区

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耦合网络模型和有限元模型计算巨型水轮发电机定子温度场的比较研究 被引量：12

3

作者 王红宇 罗应立 +2 位作者 李和明 苏鹏声 王祥珩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期113-119,共7页

为了研究用耦合网络模型替代有限元模型来节约计算时间和内存空间,该文在建模原理一致的基础上,针对发电机定子铁心段基本单元分别建立了基于有限元法计算参数的非线性热-流体耦合网络模型和基于热-流体耦合单元的三维非线性有限元温度... 为了研究用耦合网络模型替代有限元模型来节约计算时间和内存空间,该文在建模原理一致的基础上,针对发电机定子铁心段基本单元分别建立了基于有限元法计算参数的非线性热-流体耦合网络模型和基于热-流体耦合单元的三维非线性有限元温度场模型。采用这两种模型计算了多种工况下、多个典型区域的定子铁心段基本单元温度分布,用统计方法对两者计算结果的偏差作对比分析,表明两种模型的温度计算结果是接近的,且基本上都在实测值范围内,说明两种模型的有效性。而前者的计算时间和内存空间比后者大为减少。为求解具有复杂冷却结构的三峡发电机定子温度场提供了一条可行、有效的途径。 展开更多

关键词 热-流耦合网络模型 三维有限元模型 三峡水轮发电机 定子局部温度场

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空间展布体系中由化学反应-扩散-热传导耦合导致的温度场对称破缺 被引量：6

4

作者 张文华 徐玖平 罗久里 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期488-492,391,共6页

分析了由于化学反应 -扩散 -热传导耦合而导致的非等温非均匀体系中温度场对称破缺 .研究结果表明 ,在一定的边界条件下 ,甚至是单组分化学反应 -扩散 -热传导体系 ,温度场的这种自组织进程也不可避免 .作为温度场结构的一个范例 ,进一... 分析了由于化学反应 -扩散 -热传导耦合而导致的非等温非均匀体系中温度场对称破缺 .研究结果表明 ,在一定的边界条件下 ,甚至是单组分化学反应 -扩散 -热传导体系 ,温度场的这种自组织进程也不可避免 .作为温度场结构的一个范例 ,进一步从解析解及计算机模拟两个方面研究了小展布非等温的 Lindeman模型 ;结果表明 ,温度场出现时空自组织的阈值不仅与本征参数有关 ,而且与体系的边界条件及外控约束相关 。 展开更多

关键词 化学反应-扩散-热传导耦合 对称破缺 温度场 Lindeman模型

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水-热耦合作用下严寒地区高速铁路隧道温度场分布规律 被引量：6

5

作者 赵希望 张恒 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第5期2069-2078,共10页

为研究严寒地区高速铁路隧道修筑后,衬砌背后围岩冻结引发的隧道冻胀病害问题,以吉图珲客运专线榆树川隧道为例,综合考虑水分迁移和冰-水相变潜热对衬砌-围岩热传导的影响,建立了围岩冻结过程中的水-热耦合模型,结合现场实测大气温度,... 为研究严寒地区高速铁路隧道修筑后,衬砌背后围岩冻结引发的隧道冻胀病害问题,以吉图珲客运专线榆树川隧道为例,综合考虑水分迁移和冰-水相变潜热对衬砌-围岩热传导的影响,建立了围岩冻结过程中的水-热耦合模型,结合现场实测大气温度,利用有限元法对榆树川隧道温度场进行了计算,得到了严寒地区隧道温度场的分布规律,确定了隧道发生冻结的最不利位置和最不利时间,并建立了隧道最大冻结深度与大气年平均温度之间的关系,分析了保温层对隧道防冻的作用,给出了保温层厚度和导热系数与隧道冻结深度的关系,提出了防止榆树川隧道发生冻结的保温层导热系数和厚度的建议值。 展开更多

关键词 严寒地区 隧道 水-热耦合模型 温度场 数值计算

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循环温度场作用下PCC能量桩热力学特性模型试验研究 被引量：45

6

作者 黄旭 孔纲强 +1 位作者 刘汉龙 吴宏伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期667-673,共7页

PCC能量桩是河海大学岩土所开发的一种新型能量桩技术。在常规桩基静载荷模型试验基础上,将PCC能量桩放置在南京典型砂土中,并通过导热管内水体的循环对模型桩体施加温度场,以模拟PCC能量桩在实际运行过程中的承载力特性与受力机制,PCC... PCC能量桩是河海大学岩土所开发的一种新型能量桩技术。在常规桩基静载荷模型试验基础上,将PCC能量桩放置在南京典型砂土中,并通过导热管内水体的循环对模型桩体施加温度场,以模拟PCC能量桩在实际运行过程中的承载力特性与受力机制,PCC能量桩先加载至工作荷载(极限荷载的一半),再施加热-冷循环一次,最后加载至极限荷载,测得不同温度下PCC能量桩的荷载-位移关系曲线、桩身应力-应变关系曲线等变化规律。试验结果表明,能量桩换热过程中,热量更容易从桩体传向土体(即夏季模式的热循环);热循环及制冷循环都明显改变了桩顶位移值,且往复循环作用下产生的塑性变形不能完全恢复,其积累变形可能危害上部结构安全;桩身受温度场作用产生的热应力相对较大,且不同约束条件下其变化值有所差异;在制冷循环下,桩底部甚至可能产生较大拉应力。 展开更多

关键词 能量桩 现浇混凝土大直径管桩(PCC桩) 循环温度场 热-力耦合 模型试验

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基于两能态吸附热理论的煤层瓦斯流动热-流-固多场耦合模型 被引量：7

7

作者 舒才 王宏图 +1 位作者 施峰 胡国忠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3197-3204,共8页

为了研究煤层瓦斯流动过程中温度与渗流场和应力场的耦合作用变化规律,引入煤层瓦斯两能态吸附热理论,重新构建煤层温度场控制方程,推导了温度场控制方程中解吸微分热能项的理论求解方法,改进了煤层瓦斯流动的热-流-固多场耦合数学模型... 为了研究煤层瓦斯流动过程中温度与渗流场和应力场的耦合作用变化规律,引入煤层瓦斯两能态吸附热理论,重新构建煤层温度场控制方程,推导了温度场控制方程中解吸微分热能项的理论求解方法,改进了煤层瓦斯流动的热-流-固多场耦合数学模型;从理论上阐述了煤层瓦斯流动过程中吸附解吸、应力场、温度场、渗流场相互影响的作用机制;利用该模型研究了煤层瓦斯抽采过程中煤层瓦斯流动时的煤层温度、瓦斯压力、煤层渗透率的变化规律;结合已有试验研究结果,对比验证了模型的精确性和合理性;研究结果表明,在煤层瓦斯抽采过程中,煤层温度下降的快、慢受煤层原始瓦斯含量和压力及煤层渗透率的共同影响,煤层渗透率越大,温度下降越快,煤层瓦斯压力和含量越大,温度下降越快;同时,煤层渗透率随抽采时间的增长而增加,越靠近钻孔壁面煤层渗透率增加幅度越大。 展开更多

关键词 温度场 煤层瓦斯 瓦斯渗流 热-流-固耦合模型

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弹性油藏中多相渗流的流-固-热耦合数学模型 被引量：4

8

作者 王自明 杜志敏 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 2003年第1期29-31,37,共4页

基于对油藏中三大物理场 (流体力场、固体力场及温度场 )的系统分析 ,综合运用渗流力学、岩石力学、热力学理论 ,建立了一个全新的油藏渗流的流 固 热耦合模型。该模型假设岩石骨架是可变形的 ,油藏内热量按热力学定律自由传递 ,孔隙... 基于对油藏中三大物理场 (流体力场、固体力场及温度场 )的系统分析 ,综合运用渗流力学、岩石力学、热力学理论 ,建立了一个全新的油藏渗流的流 固 热耦合模型。该模型假设岩石骨架是可变形的 ,油藏内热量按热力学定律自由传递 ,孔隙流体压力和热应力会导致岩石骨架的变形 ;反之 ,岩石骨架的变形又会导致储渗特性和孔隙流体压力的改变 ,还会导致温度场的改变。建立了安全耦合的流体渗流方程、岩石变形方程和温度场方程 ,三者之间互含耦合项 ,互不独立 ,只能联立求解。给出了模型的数值求解思路。该文所建立的模型实现了油藏中渗流、变形、变温三者间真正意义上的耦合 ,较之已有的油藏渗流模型更能反映油藏的实际 ,是对油藏传统渗流理论和流固耦合力学理论的发展 ,能广泛运用于石油工程许多领域 ,该模型同时也为编制流 固 展开更多

关键词 油藏 弹性介质 温度场 渗流 流-固-热耦合 数学模型

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基于热-结构耦合模型的高速电主轴温升特性分析与实验研究（英文） 被引量：2

9

作者 梁佳成 《机床与液压》 北大核心 2019年第24期125-129,152,共6页

为解决热变形对主轴寿命及加工精度的影响,对高速电主轴的温升特性进行研究。首先建立了电主轴的热结构耦合模型,然后利用ANSYS软件进行热态模拟,分析稳态温度场的分布以及电主轴的热变形情况,最后探讨了主轴转速与切削力的变化对电... 为解决热变形对主轴寿命及加工精度的影响,对高速电主轴的温升特性进行研究。首先建立了电主轴的热结构耦合模型,然后利用ANSYS软件进行热态模拟,分析稳态温度场的分布以及电主轴的热变形情况,最后探讨了主轴转速与切削力的变化对电主轴温度的影响。研究结果表明:所用方法可有效模拟电主轴工作过程中温度场分布以及热变形,仿真与实验结果基本一致,为电主轴温度控制提供参考。 展开更多

关键词 电主轴 ANSYS 温度场 升温特性 热-结构耦合模型

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考虑热-化学耦合的NEPE推进剂固化过程数值模拟 被引量：1

10

作者 陈国庆 惠维维 +2 位作者 聂嘉良 曹鹏 王健儒 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期485-492,共8页

采用热-化学耦合模型表征热传导和固化动力学反应,利用物理试验测定硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂在不同固化度下的热参数和密度,研究了NEPE推进剂药柱在固化过程中温度场和固化度的分布和演变规律。结果表明,因推进剂固化反应的生热速率... 采用热-化学耦合模型表征热传导和固化动力学反应,利用物理试验测定硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂在不同固化度下的热参数和密度,研究了NEPE推进剂药柱在固化过程中温度场和固化度的分布和演变规律。结果表明,因推进剂固化反应的生热速率与外界热量传递速率存在差异,导致固化过程中出现内部温度场和固化度场分布不均匀的现象。固化时间为1~4 d时,药柱中心位置的温度较高(最高57.6℃),外侧较低;固化时间大于等于5 d时,药柱温度场慢慢与环境温度(50℃)趋向于平衡。推进剂固化度-时间曲线近似为“S”型,固化时间小于1 d时和大于4 d时,固化速率缓慢;固化时间2~4 d时,固化速率快。固体发动机的m数对推进剂固化温度和固化速率有一定影响,m数越大,推进剂的最高温度越高,同时温差也越大,温度差会导致推进剂药柱内部固化速率产生差异,造成推进剂达到指定固化度的时间变长。 展开更多

关键词 NEPE推进剂 药柱 热-化学耦合模型 固化动力学反应 温度场 固化度场

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基于正交试验土石坝热-流耦合模型参数的敏感性分析 被引量：17

11

作者 张文兵 任杰 +1 位作者 杨杰 张雷 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2019年第1期147-154,共8页

【目的】研究热-流耦合模型参数的敏感性,减小运行期土石坝热-流耦合模型参数校正过程的工作量,为土石坝热-流耦合模型参数选取提供依据。【方法】采用正交试验法,以某水库土石坝为例,基于大坝热-流耦合模型,以坝体与坝基平均温度作为... 【目的】研究热-流耦合模型参数的敏感性,减小运行期土石坝热-流耦合模型参数校正过程的工作量,为土石坝热-流耦合模型参数选取提供依据。【方法】采用正交试验法,以某水库土石坝为例,基于大坝热-流耦合模型,以坝体与坝基平均温度作为敏感性分析的主要指标,对大坝热-流耦合模型各参数的敏感性进行分析。【结果】渗透率和土体比热容对土石坝温度场影响较敏感,其极差值分别为0.124 5和0.086 2,其余参数的敏感性由强到弱依次为孔隙率(n)、饱和含水率(θs)、导热系数(λ)、残余含水率(θr)和土体密度(ρ),极差值分别为0.046 5,0.029 3,0.026 6,0.014 3和0.011 3,相对于渗透率和土体比热容,这5个参数对于温度场计算结果的影响较小。【结论】在对土石坝温度场进行校正时,应将模型中的渗透率和土体比热容作为重点参数。 展开更多

关键词 土石坝 热-流耦合模型 温度场 正交试验法 敏感性分析

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渗流作用下陷落柱体围岩温度场分布模型的研究与应用 被引量：1

12

作者 苗博 杨俊 +1 位作者 王飞 许进鹏 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第1期36-39,共4页

陷落柱突水时,导致围岩温度升高,根据围岩温度场分布对矿井突水预测具有一定可行性。采用有限元软件COMSOL求解温度—渗流场耦合模型,得到7222工作面陷落柱突水后围岩温度场的分布情况,模拟结果与监测结果基本一致,说明通过监测含水构... 陷落柱突水时,导致围岩温度升高,根据围岩温度场分布对矿井突水预测具有一定可行性。采用有限元软件COMSOL求解温度—渗流场耦合模型,得到7222工作面陷落柱突水后围岩温度场的分布情况,模拟结果与监测结果基本一致,说明通过监测含水构造的温度场分布情况来预测矿井突水的可能性。模拟结果表明,距离高温水流位置越近,则受到热交换平衡区的影响时间就越长,温度场的变化越显著。 展开更多

关键词 温度-渗流场 耦合模型 围岩温度场 突水 预测

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电动汽车用软包动力锂电池热-结构耦合分析 被引量：8

13

作者 金标 张静秋 +2 位作者 高俊国 舒雄 王文 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第4期563-567,共5页

建立了方形锂电池瞬态产热模型,将软包锂电池简化为各向异性的叠层式复合材料,确定了模型中的热物性参数和力学参数;使用ANSYS软件,利用顺序热-结构耦合方式,模拟了电池瞬态温度场和热应力场分布。研究结果表明,电池中心区域温度较高,... 建立了方形锂电池瞬态产热模型,将软包锂电池简化为各向异性的叠层式复合材料,确定了模型中的热物性参数和力学参数;使用ANSYS软件,利用顺序热-结构耦合方式,模拟了电池瞬态温度场和热应力场分布。研究结果表明,电池中心区域温度较高,且受压应力,侧边温度较低,且受拉应力;电池各边出现应力集中,且最大Mises应力随放电电流增大而增大,随环境温度升高而减小;最大形变发生在电池高度方向两端,且随放电电流增大和环境温度升高而增大。 展开更多

关键词 软包动力锂电池 产热模型 热-结构耦合 温度场 热应力

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计及轴向周向热传导的耦合网络模型和有限元模型的比较研究 被引量：4

14

作者 王红宇 李和明 罗应立 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期1-8,共8页

为了研究用耦合网络模型替代有限元模型来节约计算时间和内存空间,本文针对三峡发电机定子局部铁心段分别建立了计及轴向、周向热传导的非线性热-流体耦合网络模型和基于热-流体耦合单元的三维非线性有限元温度场模型。采用这两种模型... 为了研究用耦合网络模型替代有限元模型来节约计算时间和内存空间,本文针对三峡发电机定子局部铁心段分别建立了计及轴向、周向热传导的非线性热-流体耦合网络模型和基于热-流体耦合单元的三维非线性有限元温度场模型。采用这两种模型计算了多种工况下的温度分布,并用统计方法对两者温度计算结果的偏差作对比分析,结果表明两种模型的计算结果是接近的;且与实测值也比较接近,说明两种模型的有效性。前者的计算时间和内存空间比后者大为减少,且随着模型解算规模的增加并没引起计算结果偏差的增加。该方法为以耦合网络模型代替有限元模型来求解具有复杂的冷却结构的大型发电机全定子温度场提供理论基础。 展开更多

关键词 热-流耦合网络模型 三维有限元模型 计及轴向周向热传导 定子局部温度场

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非等温单分子化学反应体系中温度场的时空对称破缺及温度波 被引量：2

15

作者 韩玉民 栗志 罗久里 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期735-738,共4页

从线性稳定性分析和计算机数值模拟两个方面研究了小尺度空间展布、伴有扩散和热传导的Linde-mann单分子化学反应体系的温度场时空对称破缺.研究结果表明,在一定参数值和固定边界条件下,反应体系经由时间-空间对称破缺分支能够产生温度波.

关键词 化学反应-扩散-热传导耦合 Lindemann单分子反应模型 温度场时空对称破缺 温度波

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T2Well单井地下水源热泵水-热耦合数值模拟研究 被引量：9

16

作者 李凤昱 许天福 +3 位作者 封官宏 袁益龙 朱慧星 冯波 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期278-286,共9页

以北京地区实际井参数刻画的单井地下水源热泵为研究对象,利用T2Well模拟器对单井系统地源热泵运行过程进行全面模拟,并对主要参数进行敏感性分析,探究对单井系统生产井温度、热突破时间的影响。距离井筒相同位置不同深度的点,埋深越大... 以北京地区实际井参数刻画的单井地下水源热泵为研究对象,利用T2Well模拟器对单井系统地源热泵运行过程进行全面模拟,并对主要参数进行敏感性分析,探究对单井系统生产井温度、热突破时间的影响。距离井筒相同位置不同深度的点,埋深越大受回灌水温度的影响越小。每个运行周期结束时,温度场分布都能得到一定程度的恢复(同一周期内初始温度场相比)。水平方向渗透率同垂向渗透率的比值越大,越有利于回灌水在含水层中的运移,可有效保证热泵系统的取热温差。初步预计一个单井水源热泵系统能满足北京地区约1.5万m^2面积建筑的供暖需求,约1.6万m^2面积建筑制冷需求。 展开更多

关键词 地源热泵 温度场 能效 井筒-储层耦合模型 单井系统

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球面配流副油膜动态耦合建模及求解方法 被引量：1

17

作者 任东杰 许顺海 +2 位作者 王少萍 刘小平 白林迎 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2771-2779,共9页

柱塞泵摩擦副多场耦合建模及求解是柱塞泵失效机理研究及可靠性提升的基础,针对双斜式柱塞泵球面配流副多场耦合模型求解难的问题,提出油膜厚度场-压力场-温度场动态耦合模型及求解方法。在球面配流副受力分析的基础上结合雷诺方程和能... 柱塞泵摩擦副多场耦合建模及求解是柱塞泵失效机理研究及可靠性提升的基础,针对双斜式柱塞泵球面配流副多场耦合模型求解难的问题,提出油膜厚度场-压力场-温度场动态耦合模型及求解方法。在球面配流副受力分析的基础上结合雷诺方程和能量方程建立球面配流副油膜厚度场-压力场-温度场耦合模型;基于有限差分法和牛顿迭代法求解动态耦合模型,温度场、压力场、厚度场间相互耦合变化;通过仿真求解,与现有模型进行对比,结果相近且更符合实际,验证了所提模型及求解方法的有效性。 展开更多

关键词 双斜式柱塞泵 球面配流副 厚度场-压力场-温度场耦合模型 有限差分法 牛顿迭代法

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方型锂电池模组热特性实验与仿真研究 被引量：4

18

作者 陈万宇 毛征宇 +3 位作者 常利军 张焱 任桐 蔡志华 《重庆理工大学学报（自然科学）》 北大核心 2023年第7期184-191,共8页

为使锂电池高效可靠运行,对锂电池单体和模组在不同倍率放电下的热特性进行研究。基于一维产热模型和三维传热模型,建立了锂电池电化学-热耦合模型。将仿真与实验测量的电压和平均温度进行对比,验证了模型的有效性,并从产热角度分析了... 为使锂电池高效可靠运行,对锂电池单体和模组在不同倍率放电下的热特性进行研究。基于一维产热模型和三维传热模型,建立了锂电池电化学-热耦合模型。将仿真与实验测量的电压和平均温度进行对比,验证了模型的有效性,并从产热角度分析了电池温度的变化规律。此外,从连接铝排和正负极柱是否产热,探究了它们对电池模组温度场分布的影响。结果表明:放电倍率越大,电池表面温升越快。在低倍率放电下,可逆热是影响电池表面温度变化的主要因素。铝排和正负极柱产热对电池模组峰值温度和位置有较大影响,但对其最低温度以及位置几乎没有影响。当放电倍率为2 C时,峰值温差达到6.5℃。 展开更多

关键词 方型锂电池 电化学-热耦合模型 热特性 温度场

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