电-热-流多物理场耦合作用下脐带缆温度场及载流量计算研究 被引量：1

1

作者 范昌泓 娄敏 朱家星 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第9期114-124,共11页

脐带缆被誉为连接水下生产系统和上部设施的“神经生命线”,准确分析其温度场分布和载流量是安全开展海洋油气勘探和开采任务的关键保障。不同于传统海缆,脐带缆因结构复杂、功能多样,在位运行时存在复杂的电-热-流多物理场耦合效应,传... 脐带缆被誉为连接水下生产系统和上部设施的“神经生命线”,准确分析其温度场分布和载流量是安全开展海洋油气勘探和开采任务的关键保障。不同于传统海缆,脐带缆因结构复杂、功能多样,在位运行时存在复杂的电-热-流多物理场耦合效应,传统解析法难以确定其温度场分布和载流量。本文基于有限元软件Comsol建立脐带缆电-热-流多物理场耦合截面精细模型,通过控制变量法研究3种典型敷设方式、环境等因素对导体温度和稳态载流量的影响。结果表明:当电流较小时,影响脐带缆截面温度和稳态载流量的主导因素是管中液体温度;导体温度的变化趋势能够反映稳态载流量的变化情况;直埋时,埋设深度与外界流体温度的增加皆会削弱脐带缆的散热能力;平铺时,海水流动会明显降低脐带缆温度,在低流速下,流速增加对脐带缆的降温效果十分显著,但高流速的海水会在紧贴脐带缆的表面形成具有温度梯度的边界层,使热量的传递受到限制,降温效果反而不明显;绝缘老化对脐带缆整体温度分布的影响较小,但会影响截面最高温度。 展开更多

关键词 脐带缆 电-热-流多场耦合 导体温度 载流量 环境因素 XLPE绝缘

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电动汽车盘式制动器热-结构耦合场的分析 被引量：1

2

作者 尹安东 徐俊波 +1 位作者 张冰战 龚来智 《农业装备与车辆工程》 2014年第3期1-6,9,共7页

以某电动汽车的前轮盘式制动器为研究对象,基于有限元分析软件ABAQUS采用非线性有限元多物理场方法建立盘式制动器有限元模型;在确定模型求解的分析步、载荷以及边界条件的基础上进行盘式制动器的热-结构耦合场的仿真分析;通过在紧急制... 以某电动汽车的前轮盘式制动器为研究对象,基于有限元分析软件ABAQUS采用非线性有限元多物理场方法建立盘式制动器有限元模型;在确定模型求解的分析步、载荷以及边界条件的基础上进行盘式制动器的热-结构耦合场的仿真分析;通过在紧急制动工况下对实例电动汽车盘式制动器热-结构耦合场的瞬态应力场与温度场进行的仿真分析,得到了制动盘的温度场和应力场分布图,结果表明所设计的电动汽车盘式制动器制动盘的强度满足要求。 展开更多

关键词 电动汽车 盘式制动器 有限元 热-结构耦合场

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铝电解槽电-热场强耦合建模计算方法 被引量：17

3

作者 徐宇杰 李劼 +3 位作者 尹诚刚 杨帅 张红亮 吕晓军 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期239-245,共7页

指出广泛使用的铝电解槽电-热场分离的计算方法和电-热场弱耦合计算方法的理论缺陷,提出一种电-热场强耦合计算模型。以某420 kA铝电解槽为对象,同时应用强耦合模型与传统的弱耦合模型对其电-热场进行计算,计算结果证明了在电-热场分析... 指出广泛使用的铝电解槽电-热场分离的计算方法和电-热场弱耦合计算方法的理论缺陷,提出一种电-热场强耦合计算模型。以某420 kA铝电解槽为对象,同时应用强耦合模型与传统的弱耦合模型对其电-热场进行计算,计算结果证明了在电-热场分析中采用强耦合模型的必要性。研究结果表明:不设定熔体温度是电场和热场实现强耦合的关键,对槽内各热源进行准确描述并引入计算模型中是获得可靠的铝电解槽电-热场分布的必要条件。 展开更多

关键词 铝电解槽 电-热场 强耦合 热源分布

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基于静态与动态电导率的组织不可逆电穿孔电-热耦合场及消融效果分析 被引量：6

4

作者 姚陈果 郑爽 +3 位作者 赵亚军 刘红梅 王艺麟 董守龙 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1830-1838,共9页

不可逆电穿孔肿瘤消融治疗前对组织内部电-热耦合场的分析计算是实现肿瘤组织有效消融的关键所在,但目前对于多针系统下考虑组织电导率动态变化的真实组织内部电–热耦合场分布还缺乏系统研究。为此,首先通过二维有限元模型,量化分析了... 不可逆电穿孔肿瘤消融治疗前对组织内部电-热耦合场的分析计算是实现肿瘤组织有效消融的关键所在,但目前对于多针系统下考虑组织电导率动态变化的真实组织内部电–热耦合场分布还缺乏系统研究。为此,首先通过二维有限元模型,量化分析了静态电导率与动态电导率模型下组织电场分布与电导率分布的差异。随后,根据患者肿瘤医学影像,重建了包含肿瘤的肾脏组织三维模型,研究了多脉冲下电–热耦合场分布及消融效果。研究结果表明,相同脉冲参数下,动态电导率模型得到的消融尺寸在垂直于电场方向上始终大于静态电导率模型;平行于电场方向上,随着场强的增大,动态电导率模型的消融尺寸出现先小于后大于静态电导率模型的现象,且动态电导率模型计算得到的消融面积(或体积)均更大;动态电导率模型下的组织温度分布同样显著区别于静态电导率模型。因此,采用动态电导率模型进行术前的治疗参数确定有利于达到最佳的肿瘤消融效果,并最大限度地降低对正常组织的损伤。 展开更多

关键词 动态电导率 静态电导率 电–热场耦合 治疗计划 不可逆电穿孔

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航天器舱体热密封结构多物理场耦合数值分析方法研究 被引量：4

5

作者 白瑜光 夏广庆 +1 位作者 孙得川 高效伟 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期756-762,共7页

综合考虑航天器舱体外围高超声速流动、密封带及舱体结构传热以及密封结构内部的空腔流动传热,提出航天器高温热密封结构的瞬态多物理场耦合分析方法。利用改进型Van Driest变换方法进行高超声速流动环境预测,基于高斯-赛德尔分块迭代... 综合考虑航天器舱体外围高超声速流动、密封带及舱体结构传热以及密封结构内部的空腔流动传热,提出航天器高温热密封结构的瞬态多物理场耦合分析方法。利用改进型Van Driest变换方法进行高超声速流动环境预测,基于高斯-赛德尔分块迭代耦合方法完成一体化耦合计算方法。采用包含不同材料结构部件的复合结构,计算了0-200 s内有无密封塞两种情况下的各部分结构的瞬态热传导过程。结果表明,密封塞的使用可显著降低空腔内的最高温度,瞬态变化情况的考虑更加准确地反映了各部分结构部件及内部空腔的温度变化情况。该文的计算方法可广泛应用于航天器热密封结构的传热特性分析,可为火箭等航天器上的高温密封部件设计提供有效的数值分析工具。 展开更多

关键词 多物理场耦合 热密封结构 瞬态热传导 VAN Driest变换

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高温高压深井磨损套管应力热-结构耦合场分析 被引量：6

6

作者 姜学海 王耀峰 窦益华 《石油机械》 北大核心 2009年第6期19-23,共5页

建立了含磨损缺陷套管-水泥环-地层有限元计算模型,采用ANSYS软件的间接法实现热应力和外载荷的热-结构耦合场分析,研究了高温高压深井中温度对含磨损缺陷套管强度的影响规律,为高温高压深井井下套管强度计算和安全性分析提供了理论依... 建立了含磨损缺陷套管-水泥环-地层有限元计算模型,采用ANSYS软件的间接法实现热应力和外载荷的热-结构耦合场分析,研究了高温高压深井中温度对含磨损缺陷套管强度的影响规律,为高温高压深井井下套管强度计算和安全性分析提供了理论依据。实例分析表明,磨损明显改变了套管应力分布的非均匀性,套管内最大等效应力随着温度的增加而增加;常温下套管可承受40%的磨损而不至损坏;当井下温度超过250℃时,即使套管完整没有含磨损缺陷,此时套管内的最大应力已经超过套管的最小屈服强度;在正常的温度梯度下,位于井下5080 m处的Φ139.7 mm(5(1/2)英寸)套管所能承受的最大磨损程度为10%。 展开更多

关键词 高温高压 深井 磨损套管 应力分布 热-结构耦合场

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稀土电解槽内电-热场耦合数值模拟研究 被引量：2

7

作者 刘中兴 冯猛 +3 位作者 伍永福 李言钦 官卜瑞 刘子轩 《稀有金属与硬质合金》 CSCD 北大核心 2017年第5期11-16,共6页

针对3kA稀土Nd电解槽,运用数值模拟软件COMSOL,在阴极、阳极高度以及插入深度一定的情况下,建立电场、热场的耦合模型。通过对稀土电解槽内电-热场耦合前后模拟结果的对比,发现电场在阴阳极之间的分布较耦合前混乱,耦合前后其分布数值存... 针对3kA稀土Nd电解槽,运用数值模拟软件COMSOL,在阴极、阳极高度以及插入深度一定的情况下,建立电场、热场的耦合模型。通过对稀土电解槽内电-热场耦合前后模拟结果的对比,发现电场在阴阳极之间的分布较耦合前混乱,耦合前后其分布数值存在0.03V的差别;耦合前后热场的分布形态基本一致,温度分布均在阴阳极之间达到最高,但耦合后温度逐渐上移,耦合前后温度出现明显差别,其最高温度相差约24℃。稀土电解槽中这些物理场之间有一定的相互作用,进一步体现了耦合过程的合理性。 展开更多

关键词 稀土电解槽 ND 电-热场 耦合 数值模拟

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基于不规则元胞的主轴温度-结构场耦合热拓扑优化设计方法 被引量：3

8

作者 邓小雷 盛泽枫 +4 位作者 张江林 吕笑文 贺忠 王建臣 傅建中 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期23-32,共10页

为了适应复杂的几何形状,避免传统的规则矩形元胞不能均匀地覆盖设计区域的问题,实现主轴结构耦合场热拓扑优化设计,提出基于不规则元胞的混合元胞自动机法(HCAM)耦合场主轴热拓扑优化设计方法.该方法以数值传热学的相关理论为基础,用... 为了适应复杂的几何形状,避免传统的规则矩形元胞不能均匀地覆盖设计区域的问题,实现主轴结构耦合场热拓扑优化设计,提出基于不规则元胞的混合元胞自动机法(HCAM)耦合场主轴热拓扑优化设计方法.该方法以数值传热学的相关理论为基础,用三角形元胞来替代传统的矩形元胞,并引入局部网格细化的思想,在应力集中或应变急剧变化的区域实现局部元胞细化,使得整个结构的元胞尺寸自适应变化.通过案例对比分析验证了该方法的可行性,该方法可以有效地适应复杂结构形状、减少元胞单元和有限元网格的数量以及降低元胞单元与有限元网格之间映射的难度.利用不规则元胞的HCAM对主轴结构进行不同工况下的温度-结构场耦合热拓扑优化设计研究,最终获得的热拓扑优化构形结果不仅减少了主轴结构材料,而且改善了其热态特性. 展开更多

关键词 不规则元胞 主轴 混合元胞自动机法 温度-结构场耦合 拓扑优化 热拓扑设计

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NPC三电平中IGBT焊料层多物理场耦合失效分析 被引量：5

9

作者 何怡刚 周健波 李兵 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期71-78,共8页

针对传统的多物理耦合分析建模方式需要试验来提取参数,同时电物理参数的提取难度大,静态功耗的计算正确性难以保证、耗费了人力物力等问题,提出一种利用IGBT动态模型来分析焊料层多物理场耦合失效的方法。首先对IGBT模块进行动态仿真,... 针对传统的多物理耦合分析建模方式需要试验来提取参数,同时电物理参数的提取难度大,静态功耗的计算正确性难以保证、耗费了人力物力等问题,提出一种利用IGBT动态模型来分析焊料层多物理场耦合失效的方法。首先对IGBT模块进行动态仿真,使用Simplorer软件计算NPC三电平逆变器的动态功耗;然后使用动态功耗在ANSYS软件中进行三维有限元建模;最后利用三维有限元模型求解出电-热-力多物理耦合失效分析的解。分析功耗仿真结果可知,逆变器内侧IGBT的功耗要比外侧IGBT高,有限元分析结果验证了动态模型可以准确仿真三电平逆变器功耗不均衡问题。分析三维有限元耦合仿真结果可知,与传统IGBT电-热耦合仿真相比,结温仿真模型误差减小了10%。电-热-力多物理场耦合模型可以更好的显示IGBT焊料层存在缺陷时的多场应力状态。研究结果表明,该方法操作简单,动态功耗求解结果和多物理耦合应力分析结果准确度较高。 展开更多

关键词 NPC三电平 动态仿真 焊料层失效 电-热-力耦合 三维有限元

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孔隙—裂缝型岩溶热储热——流—化多场耦合作用机理

10

作者 姬佳炎 宋先知 李根生 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期214-224,共11页

岩溶型热储开采过程中,储层孔隙内水岩反应会导致流动通道变形,忽略这一反应过程将导致热储产能预测偏差较大。为了揭示水岩作用下岩溶型热储孔隙和裂缝形态的演化特征,综合考虑了孔隙和裂缝内的水岩反应过程,搭建了孔隙—裂缝双重介质... 岩溶型热储开采过程中,储层孔隙内水岩反应会导致流动通道变形,忽略这一反应过程将导致热储产能预测偏差较大。为了揭示水岩作用下岩溶型热储孔隙和裂缝形态的演化特征,综合考虑了孔隙和裂缝内的水岩反应过程,搭建了孔隙—裂缝双重介质热—流—化多场耦合模型并验证了其准确性,进而分析了热—流—化多物理场与孔隙—裂缝形态的分布特征,探究了孔隙—裂缝内水岩反应对孔、缝变形和系统取热性能的影响。研究结果表明:(1)欠饱和注入条件下,注入井处发生溶解反应,生产30年时,裂缝开度增大了0.32%,孔隙度增大了75.76%;(2)生产30年时,考虑孔隙—裂缝内水岩反应案例的裂缝平均开度降低了0.05%,考虑裂缝而不考虑孔隙内水岩反应案例的裂缝平均开度增大了17.12%,二者呈现相反的变化趋势;(3)考虑孔隙—裂缝内水岩反应案例相比于仅考虑裂缝而不考虑孔隙内水岩反应的案例,生产30年时,生产温度相差不大,系统注采压差增大了1.57倍。结论认为:(1)岩溶型热储孔隙内水岩反应对孔、缝变形和取热性能影响显著,其改变了水岩反应对裂缝开度的作用机理,影响系统注采压差;(2)孔隙内的水岩反应不容忽视,在进行岩溶型热储产能的精确预测和经济评价时必须予以充分考虑;(3)该认识可为岩溶型热储开发方案设计和产能预测方面提供理论和技术参考。 展开更多

关键词 岩溶型热储 孔隙结构 裂缝开度 水岩作用 取热性能 孔—缝双重介质 热—流—化多场耦合 裂缝变形

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热-力-电耦合下天线罩电性能仿真及分析

11

作者 吉建民 王伟 +2 位作者 余慧龙 刘涓 陈博 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期2-11,共10页

在实际飞行工况下,热力载荷会改变高速飞行器天线罩原有的电磁特性,从而影响制导性能。提出了一种基于六面体网格划分的热-力-电耦合模型及仿真方法,可准确表征高速飞行工况下天线罩介电温漂和结构变形对电性能的影响。基于天线罩热-力... 在实际飞行工况下,热力载荷会改变高速飞行器天线罩原有的电磁特性,从而影响制导性能。提出了一种基于六面体网格划分的热-力-电耦合模型及仿真方法,可准确表征高速飞行工况下天线罩介电温漂和结构变形对电性能的影响。基于天线罩热-力-电共享网格模型,首先通过瞬态热仿真得到天线罩响应温度场,通过静力分析得到天线罩结构变形场。然后,将天线罩介电温漂和结构变形准确传递到其电磁仿真模型中,并采用三维射线跟踪法计算其电性能。最后通过一个典型算例对高速飞行工况下天线罩电性能的变化进行仿真和分析,结果表明电性能变化非常明显,也进一步说明了所提方法的可行性和研究的必要性。 展开更多

关键词 高速飞行器 天线罩 热-力-电耦合 介电温漂 结构变形 电性能

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动车组车顶高压电缆终端材料特性分析及电-热耦合场仿真研究 被引量：4

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作者 王景兵 王家兴 +5 位作者 李国倡 齐朋帅 程兆璐 张帆 张家豪 魏艳慧 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2022年第7期64-70,共7页

动车组运行环境复杂,在电、热、高速气流等多重因素影响下的车顶高压电缆终端绝缘材料性能是影响动车组供电系统安全稳定的重要因素。本研究采用实验分析与仿真计算相结合的方法,测试分析了车顶电缆终端典型绝缘材料的导热性能、玻璃化... 动车组运行环境复杂,在电、热、高速气流等多重因素影响下的车顶高压电缆终端绝缘材料性能是影响动车组供电系统安全稳定的重要因素。本研究采用实验分析与仿真计算相结合的方法,测试分析了车顶电缆终端典型绝缘材料的导热性能、玻璃化转变温度和介电性能;通过建立车顶电缆终端电-热耦合仿真模型,分别研究了室温下电缆终端电场分布以及不同环境温度下的电缆终端温度分布。结果表明:三元乙丙橡胶和环氧树脂的导热系数均随着温度的升高而增大,高于80℃时,导热系数随着温度的升高有所减小。室温下,三元乙丙橡胶和环氧树脂的导热系数分别为0.251 W/(m·K)和0.431 W/(m·K)。三元乙丙橡胶的相对介电常数随着温度的升高逐渐减小,从-60℃的3.70减小到100℃的3.28;环氧树脂的相对介电常数随着温度的升高逐渐增大,从-60℃的5.02增大到100℃的5.29,这是由于二者的玻璃化转变温度不同引起的。仿真结果表明:温度引起交流电缆终端的电场变化不大,最大畸变点出现在应力锥根部,其值为3.120 kV/mm;其次电场集中分布在电缆主绝缘,电场强度为2.995 kV/mm。 展开更多

关键词 动车组 电缆终端 电-热耦合场 材料特性 电场仿真

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高密度阳极铝电解槽电-热场耦合仿真研究

13

作者 魏兴国 廖成志 +2 位作者 侯文渊 段鹏 李贺松 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期744-753,共10页

在铝电解槽中,阳极炭块内存在的气孔会降低炭块的导电和导热性能,并且增加炭渣,降低电流效率,导致炭耗和直流电耗升高。通过浸渍工艺得到的高密度阳极可以有效地降低炭块的气孔率。为了探究高密度阳极铝电解槽的电-热场变化和影响,基于A... 在铝电解槽中,阳极炭块内存在的气孔会降低炭块的导电和导热性能,并且增加炭渣,降低电流效率,导致炭耗和直流电耗升高。通过浸渍工艺得到的高密度阳极可以有效地降低炭块的气孔率。为了探究高密度阳极铝电解槽的电-热场变化和影响,基于ANSYS软件建立高密度阳极铝电解槽的电-热场耦合计算模型。研究结果表明:铝电解槽高密度阳极炭块的平均温度上升8.73℃,热应力增加,但形变量减小;侧部槽壳的平均温度下降28.59℃,热应力和形变量均降低,有利于保持槽膛内形稳定;热场变化主要与阳极炭块物性改变有关;槽电压降低49.16 mV,主要与炭块物性改变和电解质电阻率降低有关;高密度阳极电流全导通时间缩短3.39 h,可有效减弱换极产生的负面影响,阳极使用寿命可延长4 d,炭耗降低10.3 kg/t;铝电解槽反应能耗占比增加0.62%,电流效率提高1.69%,直流电耗降低270 kW·h/t。 展开更多

关键词 铝电解槽 高密度阳极 电-热场 耦合仿真

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继电器触点分断过程瞬态热场仿真方法 被引量：10

14

作者 翟国富 孙韬 任万滨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期118-123,共6页

针对继电器触点分断过程热场分析方法不足的现状,提出一种基于ANSYS软件的有限元瞬态机–电–热间接耦合仿真方法。将随触点接触力变化的接触面积作为耦合约束条件加载到电–热场仿真中。采用等效比热法解决相变的非线性问题,同时采用... 针对继电器触点分断过程热场分析方法不足的现状,提出一种基于ANSYS软件的有限元瞬态机–电–热间接耦合仿真方法。将随触点接触力变化的接触面积作为耦合约束条件加载到电–热场仿真中。采用等效比热法解决相变的非线性问题,同时采用耦合不同节点自由度的方法模拟接触面积的变化。分析结果符合?-θ理论和触点收缩区方向上的温度分布规律,为进一步研究触点分断过程中金属液桥过程及电弧烧蚀过程的热场分布奠定了基础。 展开更多

关键词 继电器 触点 瞬态热场 机-电-热耦合 仿真方法

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结构隔绝内-外空间的流-热-固耦合仿真应用 被引量：3

15

作者 郭亮 王一丁 +2 位作者 黄立 谢云恺 童明波 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期272-277,共6页

为验证和指导高速飞行器的防隔热设计,准确地模拟气动热产生的热量穿透防隔热材料进而影响舱内温度空间分布和时间变化的过程,研究了一种同时求解机体外流场及气动热、机体结构传热及舱内流场温度场仿真计算方法,其中的传热方式包括热... 为验证和指导高速飞行器的防隔热设计,准确地模拟气动热产生的热量穿透防隔热材料进而影响舱内温度空间分布和时间变化的过程,研究了一种同时求解机体外流场及气动热、机体结构传热及舱内流场温度场仿真计算方法,其中的传热方式包括热传导、热对流及热辐射。采用两套计算模型、两种求解器、一个数据交换文件的计算结构,构建了一种针对流场-热-结构的多场耦合分析方法,实现了对固体隔绝内外流场温度动态变化问题的仿真分析。最后通过计算实例验证了整套计算方法,得到的飞行器舱内温度变化特性能够用于指导高速飞行器的防隔热设计。 展开更多

关键词 多场耦合 温度场 结构隔绝 气动热 流热固耦合

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在热压缩态下介观电容耦合电路中的量子涨落 被引量：1

16

作者 赵林 梁麦林 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1280-1283,共4页

利用热场动力学 ( TFD)方法研究了有限温度下介观电路中的噪声或涨落压缩问题 .分析了对信息交换起重要作用的电路耦合部分的情况 .当电路处于热压缩态时 ,选取不同的参数 ,电荷和电流的涨落分别可以得到压缩 .电容耦合对分回路以及耦... 利用热场动力学 ( TFD)方法研究了有限温度下介观电路中的噪声或涨落压缩问题 .分析了对信息交换起重要作用的电路耦合部分的情况 .当电路处于热压缩态时 ,选取不同的参数 ,电荷和电流的涨落分别可以得到压缩 .电容耦合对分回路以及耦合区域的电荷涨落压缩有增强效应 . 展开更多

关键词 热压缩态 电容耦合电路 耦合部分 量子涨落 热场动力学 量子电子学 介观电路

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边耦合腔直线加速器的冷却结构设计与热分析

17

作者 李春光 李金海 +1 位作者 杨京鹤 曾自强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期700-703,共4页

采用理论计算与ANSYS仿真相结合的方法,针对一种工作频率为975MHz,平均电场强度为3.7MV/m,加速质子能量范围从80MeV至300MeV的边耦合腔直线加速器的加速腔,进行了散热结构的设计。通过理论计算确定了冷却结构的基本尺寸,然后采用ANSYS... 采用理论计算与ANSYS仿真相结合的方法,针对一种工作频率为975MHz,平均电场强度为3.7MV/m,加速质子能量范围从80MeV至300MeV的边耦合腔直线加速器的加速腔,进行了散热结构的设计。通过理论计算确定了冷却结构的基本尺寸,然后采用ANSYS进行了热-结构-高频多场耦合仿真。得到了该冷却结构下的频移为-0.427MHz,频移对温度的敏感度为9.93kHz/℃,均处于可控范围内。该设计方法和流程可用于其他类型的谐振腔冷却结构的设计。 展开更多

关键词 热分析 多场耦合 冷却结构 边耦合腔直线加速器

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摄动热电机三参量有限元对DSAW声波力学的研究

18

作者 张武 赵勇 +4 位作者 陈建军 杨骊先 郭鼎康 唐锦春 于浩 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第3期179-183,共5页

压电石英声表面波(PSAW)装置结构的实际扰动压电声表面波(DPSAW)特性受电极几何材料参数的扰动影响,而温度又将进一步影响DPSAW基频和波速。除了电极影响外,该文还考虑高阶温度系数的影响。由于对带热带电极各向异性分层压电材料结构,... 压电石英声表面波(PSAW)装置结构的实际扰动压电声表面波(DPSAW)特性受电极几何材料参数的扰动影响,而温度又将进一步影响DPSAW基频和波速。除了电极影响外,该文还考虑高阶温度系数的影响。由于对带热带电极各向异性分层压电材料结构,还没有或很难获得理论解,该文首次利用高效高精度三参量摄动热-机-电有限单元方法,即声元和应力元法,力图为计算热压电/力学奠定理论基础,优化电极厚度。精确计算了在一定温度下各阶温度系数对SAW谐振器波速波频的影响,以利于温度/电极耦合补偿设计。简单模拟计算热表面贴片封装应力(SMS)变形,得到了一系列不同温度下有用的计算值。自由表面SAW理论解和室温试验数据与数值计算结果一致,验证了该热压电有限元理论的可靠性。 展开更多

关键词 扰动压电声表面波 热表面封装应力 压电谐振结构 温度影响 电极影响 热-电-机耦合有限元

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聚氨酯发泡胶热传导性能研究及其在110 kV电缆接头中的应用 被引量：2

19

作者 梁栋 王琪瑄 +5 位作者 白晓烨 田正兵 张李程 吕泽鹏 吴锴 沈频 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第12期116-123,共8页

聚氨酯发泡胶具有良好的膨胀填充特性、电绝缘性及防水性。为实现将其用于电缆接头保护壳内层的填充,本文首先测试了不同发泡倍率下聚氨酯发泡胶的热、电、力学性能,然后建立了电缆接头的二维轴对称模型,并仿真分析不同填充胶情况下电... 聚氨酯发泡胶具有良好的膨胀填充特性、电绝缘性及防水性。为实现将其用于电缆接头保护壳内层的填充,本文首先测试了不同发泡倍率下聚氨酯发泡胶的热、电、力学性能,然后建立了电缆接头的二维轴对称模型,并仿真分析不同填充胶情况下电缆接头的稳态温度场分布,最后搭建了110 kV中间接头的实物模型,对不同填充胶的电缆接头进行了热循环试验。结果表明:聚氨酯发泡胶各项性能测试结果良好,发泡倍率越大,发泡胶的导热性能、绝缘性能和力学性能越差,其中发泡倍率为3倍的发泡胶综合性能最优;不同填充胶接头内部各结构温度的仿真值与实测值的误差绝对值基本不超过10%,验证了仿真模型的有效性;填充发泡胶与填充传统防水胶的接头稳态温度场分布接近。 展开更多

关键词 电缆中间接头 聚氨酯发泡胶 温度分布 电-热耦合场

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基于多物理场耦合的压接型IGBT功率循环应力特性仿真分析

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作者 鲁宇加 焦超群 +2 位作者 陈蕊 袁文迁 张秀敏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期4195-4206,共12页

压接型IGBT器件广泛应用于高压柔性直流系统中。由于在功率循环实验以及实际运行中,器件不同材料之间存在的热膨胀效应会显著影响机械应力,其难以通过实验仪器获取,进而造成疲劳寿命预测困难以及不准确,因此需要研究与实际相符的高精度... 压接型IGBT器件广泛应用于高压柔性直流系统中。由于在功率循环实验以及实际运行中,器件不同材料之间存在的热膨胀效应会显著影响机械应力,其难以通过实验仪器获取,进而造成疲劳寿命预测困难以及不准确,因此需要研究与实际相符的高精度仿真模型计算器件内部的应力参数。首先,分析了影响IGBT器件有限元模型准确性的物理特性,并提出考虑IGBT芯片动态电导率的高精度IGBT电-热-力多物理场耦合模型。其次,通过器件饱和压降、结温以及Von Mises应力对所搭建模型进行实验对比分析,验证了模型的准确性。最后,利用所提出的多物理场耦合模型仿真分析了压接型IGBT器件在工况以及功率循环过程中的应力变化特性,提出“额外应力差”这一概念以表征IGBT在功率循环中应力存在的特殊变化规律并分析了额外应力差的产生机理,明确应力特性对在研究寿命预测等问题时具有的意义。 展开更多

关键词 压接型IGBT 动态应力特性 额外应力差 应力寿命预测 有限元仿真 电-热-力多物理场耦合

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