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激光熔覆316L的熔池温度场有限元仿真研究
1
作者 陶林 韩凤兵 +1 位作者 温雪龙 赵元 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期140-145,150,共7页
这里建立了激光熔覆仿真模型,利用“生死单元”法,对送粉式激光熔覆过程中的温度场变化进行仿真分析,研究激光熔覆过程中的温度变化规律,对比分析正交实验所得熔深数据与激光熔覆温度场仿真结果。实验结果表明:熔覆初始阶段,热影响区小... 这里建立了激光熔覆仿真模型,利用“生死单元”法,对送粉式激光熔覆过程中的温度场变化进行仿真分析,研究激光熔覆过程中的温度变化规律,对比分析正交实验所得熔深数据与激光熔覆温度场仿真结果。实验结果表明:熔覆初始阶段,热影响区小且温度偏低,随后过渡到熔池状态相对平稳的时期。此时,熔池前端的等温线分布紧密而尾部分布疏散,相应的温度梯度也逐渐降低。伴随熔覆层数递增,温度呈直线上升态势,热影响区域持续拓展,熔池的规模也不断变大,与实际熔覆过程相符,证明了该仿真模型的有效性与可靠性。为激光熔覆技术制备316L提供可靠依据。 展开更多
关键词 激光熔覆 温度场 熔池 有限元仿真
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镁合金调制振荡激光焊接及温度场仿真研究
2
作者 张明军 段维 +4 位作者 王锐 王海龙 郭靖 李河清 庞小兵 《激光技术》 北大核心 2025年第3期376-382,共7页
为了改善镁合金焊接过程中的热效率并减少焊缝表面成形缺陷,采用一种功率调制振荡激光焊接技术,对厚度为5 mm的AZ31B镁合金进行了对接焊接,分析了焊缝的表面成形、显微组织和力学性能等方面的结果,并对焊接温度场进行了数值模拟仿真分... 为了改善镁合金焊接过程中的热效率并减少焊缝表面成形缺陷,采用一种功率调制振荡激光焊接技术,对厚度为5 mm的AZ31B镁合金进行了对接焊接,分析了焊缝的表面成形、显微组织和力学性能等方面的结果,并对焊接温度场进行了数值模拟仿真分析。结果表明,功率调制振荡激光焊接相比常规激光焊接能显著减少焊接缺陷,增加熔宽并提升能量耦合效率;焊缝中心晶粒细化,β强化相增多,力学性能提升,抗拉强度和伸长率分别达到母材的96.1%和58.7%;焊缝中心温度降低约500 K,热量分布更均匀,熔池温度梯度减小。此研究结果在提升镁合金接头性能、载运工具轻量化以及节能减排方面具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 激光技术 镁合金 激光焊接 显微组织 力学性能 温度场仿真
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基于温度场计算的油浸式变压器热点温度仿真分析方法
3
作者 潘文霞 陈星池 +1 位作者 赵坤 高从闯 《电测与仪表》 北大核心 2025年第3期71-77,共7页
随着大容量抽水蓄能电站的建设,变压器绕组过热问题更加突出。由于抽水蓄能电站对已投运的油浸式变压器热点温度实时监测存在一定技术不足,文章以一台大型油浸式变压器为研究对象,以有限元法和传热学原理为理论基础,提出一种基于温度场... 随着大容量抽水蓄能电站的建设,变压器绕组过热问题更加突出。由于抽水蓄能电站对已投运的油浸式变压器热点温度实时监测存在一定技术不足,文章以一台大型油浸式变压器为研究对象,以有限元法和传热学原理为理论基础,提出一种基于温度场分布计算的大型变压器热点温度仿真分析方法。该方法对变压器进行磁热耦合有限元仿真,简化绕组结构和油流条件,以现有技术参数、监测数据为依托设定仿真参数,计算得到符合工程要求的温度场分布结果,从而获得热点温度。通过比较变压器顶层油温和热点温度的实测数据、标准模型计算结果和仿真结果,验证了温度场分布计算的合理性和准确性。该热点温度仿真分析方法为抽水蓄能电站的变压器热点温度检测提供了新的解决思路。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 油浸式变压器 热点温度 温度场分布 有限元仿真
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基于COMSOL的半逆流型筒式磁选机分选过程仿真研究
4
作者 谢金成 姜亚雄 +2 位作者 任祥君 陈禄政 薛子兴 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第1期99-105,共7页
半逆流型筒式磁选机是关键的弱磁选设备,具有操作简单、运行维护成本低、指标稳定等优点,但针对该备磁选过程的机理研究鲜有报道,随着入选物料的不断细化,如何高效回收微细粒矿物也成为半逆流型筒式磁选机面临的新问题。为此,采用COMSO... 半逆流型筒式磁选机是关键的弱磁选设备,具有操作简单、运行维护成本低、指标稳定等优点,但针对该备磁选过程的机理研究鲜有报道,随着入选物料的不断细化,如何高效回收微细粒矿物也成为半逆流型筒式磁选机面临的新问题。为此,采用COMSOL仿真软件对半逆流型筒式磁选过程进行模拟,揭示其流场/磁场分布特征及矿粒捕获特征。结果表明,矿浆在进入分选区之前流速较小,穿过分选区时流速较快,分选筒附近存在一层流速较快的区域,这有利于矿浆的分散和矿粒的选择性捕获;磁系中永磁块N-S交叉排列使分选筒表面的磁场大小和方向快速交变,不仅能增加矿粒所受磁力大小,还有利于磁性矿粒在分选筒表面的翻滚,进而提高分选的选择性;考查不同条件下矿粒的捕获规律发现,-20μm微细磁铁矿的回收难度大,增大磁场强度、降低给矿流量、缩小分选筒间隙能强化其回收。在实践中,通过采用“高场强+窄间隙+适中给矿流量”的调控策略,使云南某微细粒氰化尾渣中的磁性铁回收率从不足70%提高至90%以上,成效显著。 展开更多
关键词 磁选 半逆流型筒式磁选机 comsol仿真 超细磁铁矿回收
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220 kV天然酯变压器绕组温度分布三维仿真计算分析
5
作者 王远 唐桢馥 +3 位作者 牛飞宇 黄青丹 宋浩永 徐阳 《绝缘材料》 北大核心 2025年第8期50-56,共7页
由于油流死区的存在,变压器绕组结构的二维与三维仿真计算结果存在较大差异,且相较于矿物油变压器,天然酯变压器的顶层油温升更高,因此需要对天然酯变压器绕组结构进行精细化建模和仿真计算。本文针对天然酯变压器绕组的温度分布进行三... 由于油流死区的存在,变压器绕组结构的二维与三维仿真计算结果存在较大差异,且相较于矿物油变压器,天然酯变压器的顶层油温升更高,因此需要对天然酯变压器绕组结构进行精细化建模和仿真计算。本文针对天然酯变压器绕组的温度分布进行三维仿真计算及分析,并与二维仿真计算和温升试验结果进行对比。结果表明:三维仿真计算得到绕组热点温度为123.1℃,相比于二维仿真计算结果下降5.0℃。变压器温升试验测得绕组平均温度为86.8℃,与三维计算结果86.2℃相近,但根据IEC热点因子法推出热点温度为108.1℃,比三维仿真结果低15.0℃。 展开更多
关键词 天然酯变压器 三维仿真计算 热点温度 温升试验
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地震作用下换流变压器阀侧套管的温度场仿真与响应分析
6
作者 刘玉安 毛宝俊 +2 位作者 陈云龙 谢强 刘匀 《高压电器》 北大核心 2025年第4期30-38,共9页
换流变压器阀侧套管作为电力设备中的关键部件,其安全运行对电力系统的可靠性至关重要。为探究地震作用对换流变压器阀侧套管温度场的影响,文中建立了±800 kV换流变压器及套管体系的精细化有限元仿真分析模型,开展换流变阀侧套管... 换流变压器阀侧套管作为电力设备中的关键部件,其安全运行对电力系统的可靠性至关重要。为探究地震作用对换流变压器阀侧套管温度场的影响,文中建立了±800 kV换流变压器及套管体系的精细化有限元仿真分析模型,开展换流变阀侧套管地震响应分析,研究震后阀侧套管表带触指型电连接结构的残余变形与残余应力,基于电连接结构接触电阻计算公式计算接触电阻,分析震后阀侧套管的温度变化。结果表明:触指叶片在地震作用下产生残余变形,接触应力下降,接触电阻上升。由于表带触指的环形结构导致不同位置叶片的变形程度不一致,这种非均匀性造成电阻在触指各区域的分布差异。电流集中流向电阻较低的区域,导致电连接结构负载重新分布,引起整体和局部温度升高,对系统的热稳定性和电能传输效率构成风险。研究结果揭示了地震作用对换流变压器阀侧套管温度场的影响,为提高换流站的抗震设计和运行维护提供了理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 阀侧套管 地震作用 残余变形 温度场仿真
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大型高低温环境实验室温度控制仿真
7
作者 石一帆 柯钢 +4 位作者 陈浩 黄孝胜 叶芳 李成娇 郭航 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期268-280,共13页
针对大型高低温环境实验室的温度控制问题,提出了一种基于Matlab/Simulink的仿真方法。使用集总参数法简化并建立了实验室的模型,综合分析热容、热阻、热源和热损失等因素,通过调节制冷系统的压缩机开启比例、电加热器的功率及覆冰和除... 针对大型高低温环境实验室的温度控制问题,提出了一种基于Matlab/Simulink的仿真方法。使用集总参数法简化并建立了实验室的模型,综合分析热容、热阻、热源和热损失等因素,通过调节制冷系统的压缩机开启比例、电加热器的功率及覆冰和除冰系统的状态,实现精确的温度控制并探索换热器预冷和覆冰系统接入时间对温度平衡及能耗的影响。研究发现,在不同的温度设定下,于PID拐点接入覆冰系统的温度调控时间依然最短,强化了该策略的应用价值;此外,引入模糊PID控制策略后,模糊PID控制在响应速度和超调抑制方面表现更为优越。 展开更多
关键词 高低温环境实验室 温度控制 SIMULINK仿真 能耗优化 组态开发
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融合流-热场耦合仿真与EEMD-LSTM网络的油浸式变压器热点温度快速预测方法
8
作者 杨子坚 司马文霞 +3 位作者 杨鸣 黎文浩 袁涛 孙魄韬 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1220-1232,共13页
快速准确地预测变压器热点温度是实现变压器状态检测、故障预测以及动态增容的重要前提,其关键是实现变压器热点温度动态预测以及提高热点温度预测模型的抗噪性能。该文通过流-热场耦合仿真计算,获取不同环境温度和负载变化工况的热点... 快速准确地预测变压器热点温度是实现变压器状态检测、故障预测以及动态增容的重要前提,其关键是实现变压器热点温度动态预测以及提高热点温度预测模型的抗噪性能。该文通过流-热场耦合仿真计算,获取不同环境温度和负载变化工况的热点温度训练样本,采用长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)构建深度学习模型,从而实现热点温度动态预测。采用集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)降低输入数据中的噪声干扰,提高深度学习模型抗噪性能。以20 MVA/110 kV油浸式变压器为对象进行分析,并搭建变压器热点温升试验平台进行模型有效性验证,EEMD-LSTM网络预测的热点温度相比试验结果的平均误差仅有1.35℃,引入幅值为5℃的随机噪声后,最大误差仅增大0.47℃。结果表明:基于EEMD-LSTM网络的深度学习模型能够实现变压器热点温度动态预测,同时具有良好的抗噪性能,对变压器负荷能力动态评估与动态增容的研究具有重要意义。 展开更多
关键词 热点温度 流-热场耦合仿真 长短期记忆网络 集成经验模态分解 油浸式变压器
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用于处理沥青烟气的焚烧炉温度场仿真分析
9
作者 龚俊 邓琪 +4 位作者 李业军 雷铁军 蒋朝 郑倩 杨聪 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2527-2538,共12页
人造石墨负极材料生产过程中产生大量的挥发性有机化合物(VOCs),对其进行高效无害化处理十分重要。常规的喷淋水洗、电捕焦油法已无法适应新的环保要求。高温焚烧是一种有效的沥青烟气处理方式,但在装备设计实践中面临着热场计算精度低... 人造石墨负极材料生产过程中产生大量的挥发性有机化合物(VOCs),对其进行高效无害化处理十分重要。常规的喷淋水洗、电捕焦油法已无法适应新的环保要求。高温焚烧是一种有效的沥青烟气处理方式,但在装备设计实践中面临着热场计算精度低、设计余量过大导致的高能耗、余量过小导致的炉腔超温风险等问题。本文以某人造石墨负极厂生产尾气焚烧炉作为研究对象,利用Fluent软件建立炉膛温度场数值模拟仿真模型,并根据实测数据进行模型验证。设计正交实验方案,以废气温度、空燃比、一二次风配比、二次风风量配比等参数为设计变量,对仿真结果进行极方差分析与显著性分析。研究结果表明:在空燃比为6、一二次风风量配比为7:3和二次风上、中、下部风量配比为2:1:0时,炉膛内上、中、下部和最高温度达最高。废气温度、空燃比对炉膛中部温度影响显著,其他所有因素对评价指标的效应量可达65%以上。 展开更多
关键词 石墨负极材料 尾气焚烧炉 温度场仿真 正交实验设计
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铝塑热封加热辊温度场仿真及其结构优化
10
作者 张北龙 张志强 +1 位作者 尹晓岚 刘滨 《包装工程》 北大核心 2025年第15期238-245,共8页
目的提高铝塑热封加热辊工作表面温度的均匀性,提升铝塑泡罩包装机的封合效果。方法通过构建铝塑热封加热辊温度场仿真分析模型,并进行试验验证,对加热辊的工作表面温度进行数值模拟,研究辊体内部结构对其工作表面温度的影响趋势,据此... 目的提高铝塑热封加热辊工作表面温度的均匀性,提升铝塑泡罩包装机的封合效果。方法通过构建铝塑热封加热辊温度场仿真分析模型,并进行试验验证,对加热辊的工作表面温度进行数值模拟,研究辊体内部结构对其工作表面温度的影响趋势,据此确定改进后加热辊内部结构,并进行对应优化。结果导热铜条厚度dt为10 mm、加热管与加热辊的距离ds为14 mm的导热铜条加热辊,其Δt_(max)、t_(f)、T_(u)分别为1.01℃、0.38℃、0.99576,相较于传统加热辊,分别提升了6.39℃、2.19℃、0.01。结论有效提升了加热辊内部的传热效率,减少了加热辊工作表面温度的均匀时间,降低了铝塑热封过程的生产能耗,可为铝塑热封领域的相关研究提供理论支撑和技术指导。 展开更多
关键词 铝塑热封 温度场仿真 数值模拟 试验验证
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真空灭弧室钎焊温度场仿真分析
11
作者 李小钊 赵芳帅 +4 位作者 柴娜 郭润韬 谷凤娟 周许升 裴夤崟 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期109-118,共10页
目的通过对真空灭弧室真空钎焊温度场进行计算研究,获取温度场分布、温度差和保温时间的相关数据,以指导灭弧室钎焊工艺。方法使用COMSOL Multiphysics多场耦合有限元分析软件,构建灭弧室真空钎焊传热模型,根据工件实测温度,对仿真结果... 目的通过对真空灭弧室真空钎焊温度场进行计算研究,获取温度场分布、温度差和保温时间的相关数据,以指导灭弧室钎焊工艺。方法使用COMSOL Multiphysics多场耦合有限元分析软件,构建灭弧室真空钎焊传热模型,根据工件实测温度,对仿真结果进行校核,并研究升温速度、装炉量和加热带对温度场均匀性和钎焊保温时间的影响规律。结果灭弧室真空钎焊全工艺过程温度场仿真的平均误差低于2%,模型准确度高。随着升温速率的增加,工件最大温度差显著上升,保温时间先增加后几乎不变;在批量生产条件下,当升温速率为5℃/min时,温度场均匀性最佳,同时所需保温时间较短;灭弧室钎焊温度场均匀性随着装炉量的增加而显著下降,所需保温时间呈线性增长趋势。通过增加中间加热带,灭弧室批量钎焊时温差可降低16%,保温时间可缩短50%。结论建立了准确可靠的真空灭弧室真空钎焊温度场模型,利用该模型计算得到了适于批量生产的升温速率,经计算验证,增加中间加热带可以有效提高温度场均匀性和缩短保温时间,温度场优化效果显著。 展开更多
关键词 真空灭弧室 真空钎焊 温度场 有限元仿真 升温速率 保温时间
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基于温度--应力试验的混凝土温度应力仿真 被引量：1
12
作者 赵志方 王哲 +3 位作者 朱敏敏 赵志刚 施韬 刘艳明 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期487-491,共5页
为分析早龄期混凝土的温度变形和温度应力,使用ABAQUS有限元分析软件,考虑混凝土的热膨胀系数和弹性模量随等效龄期的变化规律,通过现有的堆石坝面板混凝土温度—应力试验测试数据建立温度—应力试验试件有限元分析模型,开展混凝土温度... 为分析早龄期混凝土的温度变形和温度应力,使用ABAQUS有限元分析软件,考虑混凝土的热膨胀系数和弹性模量随等效龄期的变化规律,通过现有的堆石坝面板混凝土温度—应力试验测试数据建立温度—应力试验试件有限元分析模型,开展混凝土温度变形对应的温度场和应力场的数值仿真研究。研究结果表明:使用等效龄期,考虑早龄期混凝土热膨胀系数、弹性模量的时变性,可以提高温度应力场仿真模拟的精度,为实际工程提供更安全的设计依据。 展开更多
关键词 温度—应力试验 等效龄期 热膨胀系数 仿真计算
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整体式木工硬质合金立铣刀铣削温度仿真分析 被引量：4
13
作者 贾娜 殷志成 +1 位作者 陈肖男 李佳颖 《林产工业》 北大核心 2024年第4期28-34,共7页
以整体式木工硬质合金立铣刀铣削刨花板时铣刀温度分布为研究对象,探究铣削深度、前角、及螺旋角对铣刀温度的影响规律,并通过优化参数提升铣削过程的效率和稳定性。采用动力学仿真分析模拟实际切削工况,对立铣刀铣削温度进行理论分析,... 以整体式木工硬质合金立铣刀铣削刨花板时铣刀温度分布为研究对象,探究铣削深度、前角、及螺旋角对铣刀温度的影响规律,并通过优化参数提升铣削过程的效率和稳定性。采用动力学仿真分析模拟实际切削工况,对立铣刀铣削温度进行理论分析,得出铣削深度、前角、螺旋角三个主要研究变量。通过Abaqus软件分析以及试验探究,分析以上三个研究变量对立铣刀铣削刨花板过程中刀刃温度变化的影响,验证了立铣刀铣削温度模型的可行性。铣削过程中,铣刀的温度经历快速上涨、缓慢上升、趋于稳定三个阶段。其他条件一定,当切削深度为4.0 mm,前角为17°,螺旋角为22°时,刀刃的平均温度较低。研究结果对立铣刀铣削加工温度的深入研究具有重要的理论和实践意义。 展开更多
关键词 立铣刀 切削仿真 铣削加工 切削温度 有限元分析
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基于激光重熔的SLM成形316L不锈钢温度场仿真及工艺优化 被引量：2
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作者 郑志军 郑翔 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期262-268,共7页
SLM成形过程中激光重熔可改善冶金质量和提高性能,但是目前激光重熔对温度场的影响尚不清楚。本工作利用有限元方法建立316L不锈钢模型,对比未重熔与激光重熔的温度场特征,分析不同重熔工艺参数下的温度结果和不同重熔工艺参数下所制备... SLM成形过程中激光重熔可改善冶金质量和提高性能,但是目前激光重熔对温度场的影响尚不清楚。本工作利用有限元方法建立316L不锈钢模型,对比未重熔与激光重熔的温度场特征,分析不同重熔工艺参数下的温度结果和不同重熔工艺参数下所制备样品的致密度和孔隙尺寸。结果表明,激光重熔有较好的预热效果,单层成形最低温度提高了约69%,多层成形因热量扩散影响预热效果仅将温度提高10%。激光重熔工艺对激光第一次扫描的最高温度没有影响,但可提高第二次扫描的温度。重熔激光能量密度从29 J/m升至117 J/m,最高温度上升了36.40%,最低温度上升了12%。致密度的改善不明显,但孔隙尺寸有明显的减小。当激光重熔能量密度为50 J/m时,致密度高达99.95%,孔隙的深度和宽度下降了64.9%和35.2%。 展开更多
关键词 选区激光熔化 激光重熔 316L不锈钢 温度场仿真
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T构梁温度和收缩徐变效应对磁浮车-轨-桥耦合振动的影响 被引量：1
15
作者 娄会彬 彭也也 +3 位作者 赵春发 冯洋 魏高恒 魏凌云 《铁道建筑》 北大核心 2025年第1期93-98,共6页
T构梁在长期服役过程中易受到温度和收缩徐变效应的影响而发生较大变形,而中低速磁浮交通对轨道梁的变形等要求十分严格。本文建立了细致的T构梁有限元模型及包含PID(Proportional Integral Derivative)反馈控制的6节编组中低速磁浮车... T构梁在长期服役过程中易受到温度和收缩徐变效应的影响而发生较大变形,而中低速磁浮交通对轨道梁的变形等要求十分严格。本文建立了细致的T构梁有限元模型及包含PID(Proportional Integral Derivative)反馈控制的6节编组中低速磁浮车辆动力学模型,仿真计算了考虑T构梁温度和收缩徐变前后,磁浮车辆以20~160 km/h速度通过T构梁时车-轨-桥耦合系统的动力学响应。结果表明:考虑T构梁20℃升温温差和10年收缩徐变后,F轨轨面形成了9.47 mm的静态几何不平顺。磁浮车辆以160 km/h通过T构梁时,F轨竖向振动加速度幅值比不考虑温度、收缩徐变工况下增加显著,增幅为10.0%,轨道梁动挠度和竖向加速度变化甚微,车体竖向加速度增幅为44.2%。车-轨-桥系统动力学响应随车速增加而增大,在160 km/h时取得最大值。梁体最大竖向振动加速度为0.11 m/s^(2),车体最大竖向振动加速度为0.59 m/s~2,悬浮间隙波动幅值达2.53 mm。车辆Sperling平稳性指标随车速提高而增大,最大值为2.42,乘坐舒适性等级仍为优秀。T构梁的温度和收缩徐变主要影响车辆高速运行时的平稳性和舒适性,该T构梁能满足磁浮车辆的安全平稳运营。 展开更多
关键词 T构梁 中低速磁浮车辆 仿真计算 温度和收缩徐变效应 耦合振动
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压电谐振式音叉陀螺结构设计与仿真
16
作者 陈光伟 张一飞 +1 位作者 赵前程 曲发义 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第4期45-49,共5页
针对静电陀螺需刻蚀亚微米电容间隙和大直流偏置电压的问题,提出了一种采用压电薄膜换能的谐振式音叉陀螺结构。理论分析了该结构的差分驱动原理、压电检测原理以及陀螺所受冲击载荷特性,并且使用有限元软件COMSOL对该压电陀螺结构进行... 针对静电陀螺需刻蚀亚微米电容间隙和大直流偏置电压的问题,提出了一种采用压电薄膜换能的谐振式音叉陀螺结构。理论分析了该结构的差分驱动原理、压电检测原理以及陀螺所受冲击载荷特性,并且使用有限元软件COMSOL对该压电陀螺结构进行了仿真分析。模态仿真结果表明:陀螺的驱动模态和检测模态的谐振频率分别为263.9 kHz和263.4 kHz,两者频差为0.5 kHz;标度系数仿真结果显示陀螺的电流灵敏度约为5.87 pA/[(°)·s^(-1)];根据冲击仿真结果,陀螺结构的最大应力约为57.3 MPa、最大位移量约为1.3μm,证明该结构有较好的抗冲击性能。此外,在300 K温度下仿真了该陀螺在不同真空度下的品质因数,结果表明其在压力为0.001 Pa时的品质因数约为100 721,在1atm压力时的品质因数约为6 531。 展开更多
关键词 压电传感器 压电陀螺 comsol仿真
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温度对高聚物浆液在裂隙中扩散特性影响研究
17
作者 李晓龙 桂云祥 +2 位作者 贾赫扬 钟燕辉 张蓓 《土木工程学报》 北大核心 2025年第1期111-125,共15页
具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为... 具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为。为深入揭示温度对高聚物浆液在裂隙中扩散行为的影响机制,以一种工程中应用的自膨胀聚氨酯高聚物浆液为对象,基于浆液聚合反应机理和计算流体动力学理论,用准三维有限体积法离散浆液流动控制方程,用三维有限体积法离散裂隙壁热传导方程,建立模拟分析高聚物浆液在裂隙中膨胀扩散过程的热-流耦合仿真模型,实现对浆液化学反应进程、流场和“浆液-裂隙”体系温度场的耦合求解。开展不同注浆量、预热温度条件下无水平板裂隙高聚物注浆模型试验,通过浆液扩散范围、密度、温度等实测数据与计算结果的对比,验证所建立数值模型的适用性。在此基础上,分析预热温度、环境温度对浆液在平板裂隙中扩散行为的影响,结果表明,相同环境温度条件下,随着浆液预热温度升高,浆液扩散速率及升温速度加快,峰值温度增大,达到峰值点时刻越早;相同预热温度条件下,环境温度越高,浆液扩散速率越快,扩散半径越大;当浆液预热温度或环境温度升高至一定值时,浆液最终扩散范围不再发生明显改变;随着环境温度降低,所需的浆液最低预热温度逐渐增大。该文工作对高聚物裂隙注浆浆液预热温度设定具有一定指导作用。 展开更多
关键词 自膨胀高聚物 裂隙注浆 扩散机理 温度 试验 仿真方法
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基于多物理场仿真的油浸式变压器温度特性分析及散热器优化 被引量：10
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作者 袁发庭 施文菀 +3 位作者 王玥 陈炜 唐波 姜岚 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期221-231,共11页
准确计算油浸式变压器的温度分布并寻求优化方法,对设备运行维护具有重要意义。首先建立了35 kV油浸式变压器的3维等效模型,采用Jiles-Atherton模型模拟变压器铁芯材料的磁滞特性,通过磁场计算获取了铁芯和绕组的损耗密度分布。在此基... 准确计算油浸式变压器的温度分布并寻求优化方法,对设备运行维护具有重要意义。首先建立了35 kV油浸式变压器的3维等效模型,采用Jiles-Atherton模型模拟变压器铁芯材料的磁滞特性,通过磁场计算获取了铁芯和绕组的损耗密度分布。在此基础上将损耗密度作为热源,经过流–热耦合计算得到变压器的温度场和流场仿真结果。根据计算结果提取了铁芯、绕组区域的温度分布及截面的油流流速分布,并绘制了散热片的最高温度和流速曲线。最后结合中心组合设计和仿真分析方法得出不同散热器结构参数下的变压器热点温度,构建热点温度与结构参数间的支持向量机模型,采用粒子群算法获得了最优参数。变压器热点温度较优化前降低了15.12 K,仿真与模型预测结果的相对误差为6.42%,验证了优化模型的有效性。结果表明:优化方法能够显著降低变压器热点温度,为变压器的优化设计提供了新的思路和参考。 展开更多
关键词 油浸式变压器 多物理场仿真 损耗密度 温度分布 支持向量机 散热器优化
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微波消融肺组织的离体实验与有限元仿真
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作者 吴水才 刘菊 +1 位作者 张宇博 高宏建 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第5期625-636,共12页
为了研究肺组织微波消融(microwave ablation,MWA)的真实效果,基于有限元方法构建了有效的肺组织MWA仿真模型,利用离体猪肺消融实验验证了该模型的精确性,并对不同消融参数的影响进行了深入分析。结果表明,在40 W功率下,设定温度点的平... 为了研究肺组织微波消融(microwave ablation,MWA)的真实效果,基于有限元方法构建了有效的肺组织MWA仿真模型,利用离体猪肺消融实验验证了该模型的精确性,并对不同消融参数的影响进行了深入分析。结果表明,在40 W功率下,设定温度点的平均测量值与仿真结果的误差分别为2.87、2.64和2.99℃,在50 W功率下,误差分别为1.77、2.90和3.20℃,均在临床可接受范围之内。由Arrhenius模型表征的凝固区大小与实验结果具有较好的一致性,长径和短径误差均维持在5 mm以内。设定点的凝固时间和凝固程度随微波功率而变化。另外,凝固区随微波功率和消融时间的增加而显著地增大,但其增长速率并非完全相同。该研究获得了真实可靠的肺消融仿真模型,从而可为临床应用提供参考数据。 展开更多
关键词 肺组织 微波消融(MWA) 离体实验 有限元仿真 温度分布 凝固区
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绿塘整体浇筑堆石混凝土拱坝施工期温度仿真研究 被引量：8
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作者 何涛洪 徐小蓉 +3 位作者 雷峥琦 成克雄 曾旭 金峰 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第1期51-61,共11页
【目的】绿塘大坝是一座不分横缝、整体浇筑的堆石混凝土拱坝,旨在解决坝体分缝过多而带来的施工干扰大、速度慢以及堆石率低等问题。为深入探究这种新拱坝型式的温度场分布特征与应力变化规律,得到堆石混凝土坝体不分缝或少分缝的理论... 【目的】绿塘大坝是一座不分横缝、整体浇筑的堆石混凝土拱坝,旨在解决坝体分缝过多而带来的施工干扰大、速度慢以及堆石率低等问题。为深入探究这种新拱坝型式的温度场分布特征与应力变化规律,得到堆石混凝土坝体不分缝或少分缝的理论依据,【方法】基于实测资料开展有限元温度仿真计算,考虑上游防渗层及预制混凝土块模板、混凝土水化反应及弹性模量增长、徐变等,采用结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS模拟整体浇筑拱坝的分层拱圈浇筑全过程,并分析坝体温度场与应力分布规律。【结果】结果显示:绿塘大坝施工期的混凝土水化温升较低,约3~10℃,部分高温月份浇筑的混凝土温升后能达到38.6℃;施工期拱向拉应力普遍小于0.8 MPa,仅上游自密实混凝土防渗层的局部应力达到1.5 MPa,预制混凝土块模板起到辅助吸热和力学约束作用;横缝对拱坝上游面的应力改善较为明显。【结论】结果表明,堆石混凝土拱坝采用不分横缝、全断面整体上升浇筑的型式是可行的,但建议上游防渗层设置短缝和高温季节采取合适的温控措施,该坝型对促进快速筑坝技术发展具有重要意义。 展开更多
关键词 堆石混凝土拱坝 整体浇筑 温度仿真 横缝 变形
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