基于谐波分析的封装-电路多物理场耦合仿真方法

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作者 王卫杰 刘燕婻 赵振国 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2718-2725,共8页

场-路耦合仿真可以支持跨越芯片-封装-系统的多层级协同分析,多物理场仿真能够对多物理约束下芯片封装的信号完整性、电源完整性以及可靠性进行提前设计.因此,针对场-路结构的多物理场耦合仿真能够实现在初期对芯片封装的设计方案进行... 场-路耦合仿真可以支持跨越芯片-封装-系统的多层级协同分析,多物理场仿真能够对多物理约束下芯片封装的信号完整性、电源完整性以及可靠性进行提前设计.因此,针对场-路结构的多物理场耦合仿真能够实现在初期对芯片封装的设计方案进行筛选和优化,是先进封装仿真技术最重要的发展方向之一.本文基于场-路耦合仿真和多物理场耦合仿真方法的最新研究进展,提出针对非线性场-路结构的频域仿真方法以及电磁-热耦合计算方法 .该方法能够解决基于时域仿真方法的场-路耦合仿真的长时间迭代问题,实现多物理约束下非线性场-路结构的电磁与热特性快速分析.计算结果验证了本文方法的准确性和高效性. 展开更多

关键词 场-路耦合仿真 多物理场耦合仿真 谐波分析方法

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基于三维分形接触电阻模型的粗糙表面多物理场耦合分析 被引量：22

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作者 周蠡 鲁铁成 +2 位作者 张博 余光凯 万家伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期226-232,共7页

基于分形理论,采用Weierstrass-Mandelbrot分形函数建立了三维粗糙表面的接触电阻模型。该模型充分考虑了接触斑点的随机分布特性以及斑点之间的相互作用关系。通过仿真结果与试验数据的对比,验证了模型的有效性。利用该模型分析了电气... 基于分形理论,采用Weierstrass-Mandelbrot分形函数建立了三维粗糙表面的接触电阻模型。该模型充分考虑了接触斑点的随机分布特性以及斑点之间的相互作用关系。通过仿真结果与试验数据的对比,验证了模型的有效性。利用该模型分析了电气设备粗糙表面接触区域复杂的多物理场耦合问题,以及分形特征参数对粗糙表面形貌、接触荷载以及接触面积的影响。研究表明,该模型能够全面反映粗糙表面的三维形貌特征。在该模型的基础上,更直观的分析了粗糙表面接触区域的热、电以及力学特性,为电气设备电接触状态的科学评估提供了理论基础。 展开更多

关键词 分形理论 粗糙表面 多物理场耦合 有限元分析

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基于混合绝缘气体的GIS母线温升多物理场耦合分析 被引量：13

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作者 杨桢 任玲玲 +1 位作者 王凯 李鑫 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期48-54,共7页

为分析SF6/N2混合绝缘气体对气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)母线温升的影响,对充有30%SF6~70%N2混合气体的单相GIS母线建立了电磁-流体-热多物理场耦合仿真模型。采用流体多组分传输的有限元分析方法,得到了GIS母线上电磁场与温度场的... 为分析SF6/N2混合绝缘气体对气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)母线温升的影响,对充有30%SF6~70%N2混合气体的单相GIS母线建立了电磁-流体-热多物理场耦合仿真模型。采用流体多组分传输的有限元分析方法,得到了GIS母线上电磁场与温度场的分布情况。结果表明:GIS内导体和壳体顶部温度均高于底部,温度呈左右对称、上高下低的梯状分布。外壳与导体的温升随负荷电流增大而增加;与环境温度间成线性关系;随着气体压强的增加温升渐渐降低;随着SF6气体组分的增加,导体温升降低的幅度逐渐变缓。所以当SF6气体在混合气体中的比例一定时,提高混合气体压强,能有效减少GIS导体的温升情况。通过搭建实验平台对仿真结果进行验证。研究结果有助于GIS母线温升的提前检测和预防,也能为混合环保气体在GIS中的推广应用提供理论依据。 展开更多

关键词 GIS母线 混合绝缘气体 多物理场耦合 有限元分析

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油浸式变压器三维电磁-流体-温度场耦合分析方法 被引量：65

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作者 廖才波 阮江军 +3 位作者 刘超 文武 王珊珊 梁嗣元 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期150-155,共6页

提出了一种基于有限元法和有限体积法的变压器三维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器三维模型,采用有限元法分析变压器内磁通密度分布,并求得变压器及绕组损耗。将变压器铁芯及绕组损耗作为热源,采用有限体积法求解变压器流... 提出了一种基于有限元法和有限体积法的变压器三维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器三维模型,采用有限元法分析变压器内磁通密度分布,并求得变压器及绕组损耗。将变压器铁芯及绕组损耗作为热源,采用有限体积法求解变压器流体-温度场,分析变压器内部油流及温度分布,同时根据温度场结果对变压器损耗进行修正,通过迭代求解变压器流体-温度场获取变压器内部最终温度分布结果,提高求解精度。采用所提方法对35 k V油浸式变压器进行三维电磁-流体-温度场分析,将结果与经验公式的热点温度计算结果进行对比,验证了所提方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 变压器 有限元法 有限体积法 多物理场耦合 流体-温度场分析 电磁场 温度 油浸式变压器

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油浸式变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法研究 被引量：19

5

作者 廖才波 阮江军 +4 位作者 逯怀东 于光远 王珊珊 文武 刘超 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第36期67-71,共5页

介绍了一种基于有限元法的变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器二维模型,采用有限元法求解变压器内磁通密度分布;并计算变压器铁心及绕组损耗。随后,采用多物理场间接耦合方法将损耗作为热源加载条件求解变压器流体... 介绍了一种基于有限元法的变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器二维模型,采用有限元法求解变压器内磁通密度分布;并计算变压器铁心及绕组损耗。随后,采用多物理场间接耦合方法将损耗作为热源加载条件求解变压器流体-温度场,分析变压器内部油流速度及温度分布。对35 kV油浸式变压器进行二维电磁-流体-温度场分析,将温度仿真结果与经验公式的热点温度计算结果进行对比,验证了方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 油浸式变压器 多物理场耦合 流体-温度场分析

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多物理场耦合下不同短路与接地故障对变压器绕组状态影响的仿真研究 被引量：11

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作者 王胜辉 许育帅 +2 位作者 孙凯旋 谢庆 律方成 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2397-2407,共11页

为研究不同短路与接地故障对变压器多次冲击后绕组状态的影响,基于变压器电、磁、热、力物理场理论,搭建了三相变压器的三维模型,考虑了温度对绕组材料属性的影响,采用迭代方法对电磁-热场进行了双向耦合仿真,然后将各故障类型下的电、... 为研究不同短路与接地故障对变压器多次冲击后绕组状态的影响,基于变压器电、磁、热、力物理场理论,搭建了三相变压器的三维模型,考虑了温度对绕组材料属性的影响,采用迭代方法对电磁-热场进行了双向耦合仿真,然后将各故障类型下的电、磁和温度等物理量导入瞬态结构场,实现了绕组形变位移的仿真计算。结果表明,变压器内部的最大漏磁密对应故障为低压侧三相短路;绕组中部线饼服从整体磁密分布,其余部分线饼呈现一端大,另一端小的分布规律;绕组最高温度对应故障为低压侧三相短路,最高温度为97.36℃,位于A相低压绕组0°处;单次冲击下,位移最大对应故障为低压侧三相短路,其出现在高压绕组-20°~20°范围、高度1/3~2/3范围内;多次冲击后,绕组最大累积位移对应故障为低压侧两相接地,累积位移随冲击次数的增加而增加,直至趋于饱和。研究为变压器的多物理场耦合数值仿真提供参考。 展开更多

关键词 三相三绕组变压器 多物理场耦合 有限元法 累积效应 仿真分析

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以合成气为燃料的SOFC多物理场传递过程数值分析 被引量：1

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作者 张中刚 蔡伟强 +1 位作者 郑青榕 陈志权 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期141-148,共8页

固体氧化物燃料电池(SOFC)内存在复杂的多物理场传递过程,这些过程对电池的性能具有重要的影响.以某实际生产的SOFC为对象,建立了其三维模型,模型描述了以合成气为燃料时其内部发生的传质、传热、化学及电化学反应等多物理场过程.根据... 固体氧化物燃料电池(SOFC)内存在复杂的多物理场传递过程,这些过程对电池的性能具有重要的影响.以某实际生产的SOFC为对象,建立了其三维模型,模型描述了以合成气为燃料时其内部发生的传质、传热、化学及电化学反应等多物理场过程.根据模拟结果,给出了两种合成气组分下电池内温度、气体组分、化学反应速率以及电流密度等参数的分布.结果显示:电池内温度分布很不均匀,且合成气中H_(2)初始含量对电池内温度分布具有重要影响,H_(2)含量越小,电池内最高温度越低,但局部区域温度梯度会变大;化学反应速率和电流密度分布也不规律,其大小都受到当地温度和气体成分分布的影响,且电流密度最大值处于肋片、流道和电极的交界处. 展开更多

关键词 合成气燃料 内重整反应 多物理场耦合 多通道SOFC 数值分析

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基于双向耦合的东安513型发动机整机多物理场研究

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作者 李卫民 唐兆丰 冯帅 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第1期38-42,共5页

以东安513型汽油发动机整机为例,基于ANSYS有限元分析软件对其进行流体场、瞬态温度场以及瞬态结构场的多物理场双向耦合研究,实现了对发动机实际工况下的有限元分析。研究了发动机整机在实际工况下的受力以及密封情况,并对现有发动机... 以东安513型汽油发动机整机为例,基于ANSYS有限元分析软件对其进行流体场、瞬态温度场以及瞬态结构场的多物理场双向耦合研究,实现了对发动机实际工况下的有限元分析。研究了发动机整机在实际工况下的受力以及密封情况,并对现有发动机组合结构存在的密封缺陷进行优化调整。文中详细阐述了在分析过程中涉及到的关键技术和要点,并最终获得了发动机整机实际工作状态下的多个结果云图。根据分析结果云图可以发现,发动机在热载荷、螺栓预紧力以及爆破压力的共同影响下,会使整机发生一定的形变,这种变形会影响其工作状况下的密封性能。通过对分析结果的研究,最终选择调整螺栓预紧力的大小和分布来提高发动机密封性能。 展开更多

关键词 汽油发动机 有限元分析 多物理场 双向耦合 结果云图 密封性能

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复合材料层合板固化过程多物理场耦合数值模拟 被引量：5

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作者 李冬娜 李旭东 戴剑锋 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期583-589,共7页

根据热传导、固化动力学和粘弹性力学理论,建立了复合材料层合板固化过程分析的理论模型,运用COMSOL多物理场耦合有限元分析软件对层合板固化过程进行三维瞬态数值求解。研究分析了固化过程中密度、比热容、导热系数、模量、热膨胀系数... 根据热传导、固化动力学和粘弹性力学理论,建立了复合材料层合板固化过程分析的理论模型,运用COMSOL多物理场耦合有限元分析软件对层合板固化过程进行三维瞬态数值求解。研究分析了固化过程中密度、比热容、导热系数、模量、热膨胀系数等材料性能参数的变化情况。通过算例验证,获得了AS4/3501-6层合板固化过程中温度、固化度及残余应力的分布,并与相关文献研究结果进行比较,验证了所建模型的正确性。研究结果表明:考虑了材料性能的时变特性,并采用多物理场耦合计算方法后,与文献研究结果相比,在固化过程中,层合板中心温度峰值减小了约2.5~3℃,固化反应开始时间提前,中心点最终固化程度下降了0.01,冷却结束后,点(5.08,0,1.27)处正应力减少6.1%,点(5.08,5.08,2.22)处与纤维垂直的横应力减少5.4%。 展开更多

关键词 复合材料层合板 有限元分析 多物理场耦合 粘弹性力学模型 残余应力

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基于APDL的大规模多物理场间接耦合批处理程序开发 被引量：2

10

作者 孙宇 罗会信 党章 《武汉科技大学学报》 CAS 2014年第3期214-218,共5页

在大规模多物理场间接耦合分析时,求解和后处理流程复杂,批处理命令流编写十分困难。针对这一情况,使用APDL和联合二次开发应用程序可以高效地扩充ANSYS批处理功能。文中提出一种APDL语言和联合开发方法,并设计开发一套大规模多物理场... 在大规模多物理场间接耦合分析时,求解和后处理流程复杂,批处理命令流编写十分困难。针对这一情况,使用APDL和联合二次开发应用程序可以高效地扩充ANSYS批处理功能。文中提出一种APDL语言和联合开发方法,并设计开发一套大规模多物理场间接耦合批处理程序,用以提高ANSYS批量计算、结果提取和统计的效率,将APDL语言脚本"胶着"特性与强类型语言规范性融合,充分利用APDL二次开发工具和的MFC平台开发程序,更加灵活地控制ANSYS分析流程、数据提取和数据管理,从而提高大规模多物理场间接耦合分析效率。通过300t钢水罐罐壁热-应力间接耦合分析实例验证了所开发的批处理程序的可靠性和高效性。 展开更多

关键词 多物理场间接耦合 APDL语言 ANSYS二次开发 有限元分析 批处理程序 热-应力分析

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基于多场耦合仿真的四轨电磁发射器性能分析 被引量：2

11

作者 杜翔宇 刘少伟 关娇 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期112-120,共9页

电磁轨道发射器的工作过程涉及复杂的多物理场耦合现象,仅通过解析计算难以实现对电磁轨道发射器性能的全面分析。为了对电磁轨道发射器的动态发射过程进行研究,以四极凸轨道电磁发射器作为研究对象,建立了瞬态电磁-热-结构多物理场耦... 电磁轨道发射器的工作过程涉及复杂的多物理场耦合现象,仅通过解析计算难以实现对电磁轨道发射器性能的全面分析。为了对电磁轨道发射器的动态发射过程进行研究,以四极凸轨道电磁发射器作为研究对象,建立了瞬态电磁-热-结构多物理场耦合仿真模型,采用CLM模型模拟发射过程中过盈电枢与轨道的电接触现象,得到了发射器工作过程中电枢、轨道受力随时间变化情况和电磁场、应力、温度分布。研究结果表明,发射器电枢、轨道受力的变化趋势与激励电流的变化趋势接近,趋肤效应和速度趋肤效应会引起受力的削弱。电磁力会改变接触面上的压力分布,改善枢轨接触状态,进而改变接触区域的电流分布。发射过程中,由于摩擦力作用,温升最大处位于电枢臂尾端而电流密度最大值出现在电枢喉部。所做的研究对了解发射器的动态发射过程及发射过程中的多物理场耦合机理具有一定参考意义。 展开更多

关键词 电磁轨道发射器 多物理场耦合分析 动态发射过程 数值模拟

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液氮温区热电制冷器的性能分析及仿真研究

12

作者 张泓玮 赵玉强 +2 位作者 周敏 李来风 周远 《低温工程》 北大核心 2025年第1期51-57,共7页

建立了液氮温区热电制冷器的三维多物理场耦合仿真模型,采用锑化铋合金作n型腿,钇钡铜氧高温超导材料作被动分支,分析了热电臂几何尺寸和焊料层参数对制冷性能的影响,并进行仿真研究。研究结果表明,热电臂长度和焊料层厚度对制冷性能有... 建立了液氮温区热电制冷器的三维多物理场耦合仿真模型,采用锑化铋合金作n型腿,钇钡铜氧高温超导材料作被动分支,分析了热电臂几何尺寸和焊料层参数对制冷性能的影响,并进行仿真研究。研究结果表明,热电臂长度和焊料层厚度对制冷性能有显著影响。将热电臂长度从12.5 mm增加到21 mm,可以使最大制冷温差从5.4 K提高至6.2 K,性能提升14.8%;将焊料层厚度减小到0.2 mm,最大制冷温差可达6.5 K,性能提升20.4%。 展开更多

关键词 低温热电制冷器 多物理场耦合模拟 制冷性能分析

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基于混合绝缘气体的三相GIS母线温升多物理场耦合机制研究 被引量：9

13

作者 王珂珂 李丽 +1 位作者 王久阳 任玲玲 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期69-75,共7页

针对气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)母线温升影响设备可靠性问题,对充有30%SF6~70%N2混合环保气体的三相GIS母线进行了电磁—流体—热多物理场耦合仿真分析,采用流体多组分传输的有限元分析方法,研究了GIS母线上电磁场与温度场的分布规... 针对气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)母线温升影响设备可靠性问题,对充有30%SF6~70%N2混合环保气体的三相GIS母线进行了电磁—流体—热多物理场耦合仿真分析,采用流体多组分传输的有限元分析方法,研究了GIS母线上电磁场与温度场的分布规律。仿真结果表明:GIS内上方区域由于强对流作用,温差不大,下方区域由于气体对流速度慢,温度呈左右对称、上高下低的阶梯状分布;B相电磁场强度最大,由于受到相邻相的影响温度最高;以B相母线导体、壳体为例分析,外壳与导体的温升跟随负荷电流增大而增加;随着气体压强的增加温升渐渐降低;GIS外壳与导体的温升与环境温度间成线性关系;提高混合气体压强,能有效减少GIS导体的温升。对某变电站的GIS系统进行测试结果表明,仿真模型能有效模拟GIS母线发热情况。 展开更多

关键词 GIS母线温升 混合环保气体 物理场耦合 有限元分析

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多物理场作用下储运监测系统瞬态分析

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作者 许富景 王钰婷 荆蕊蕊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第1期6-9,共4页

针对复杂储运环境中储运监测系统的失效和可靠性降低问题,提出一种多物理场作用下监测系统瞬态分析方法。该方法不仅分析了温度冲击瞬态载荷单独作用下的系统响应,还首次对多物理场耦合作用下的系统可靠性问题进行了分析,并对其中的非... 针对复杂储运环境中储运监测系统的失效和可靠性降低问题,提出一种多物理场作用下监测系统瞬态分析方法。该方法不仅分析了温度冲击瞬态载荷单独作用下的系统响应,还首次对多物理场耦合作用下的系统可靠性问题进行了分析,并对其中的非线性“机械效应”进行了拟合分析。实验结果表明:多物理场作用下,系统固有频率随温度增加而降低,系统共振频率点增加;温度冲击引发的“机械效应”与系统温度呈正相关多项式特性,在脉宽为6 s,幅值为600℃的半正弦瞬态激励下系统最高温度为69.256℃,最大形变为0.060108 mm;系统最大形变量提高至瞬态热单载荷作用的706%左右,随机振动单载荷作用的578%左右,系统可靠性下降明显。 展开更多

关键词 复杂储运环境 储运监测系统 瞬态分析 多物理场耦合

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非等温吸附变形条件下瓦斯运移多场耦合模型研究 被引量：29

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作者 秦玉金 罗海珠 +1 位作者 姜文忠 田富超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期412-416,共5页

基于已有相关渗流理论和多物理场耦合理论,初步探讨了煤体的吸附解吸变形及温度对瓦斯含量的影响,并建立了关于应力场、渗流场和温度场之间瓦斯运移的多物理场耦合模型,借助数值分析软件(Comsol Multiphysics)对模型进行了有限元分析求... 基于已有相关渗流理论和多物理场耦合理论,初步探讨了煤体的吸附解吸变形及温度对瓦斯含量的影响,并建立了关于应力场、渗流场和温度场之间瓦斯运移的多物理场耦合模型,借助数值分析软件(Comsol Multiphysics)对模型进行了有限元分析求解,分析了淮南矿业集团潘三煤矿13-1煤层瓦斯压力、含量等随埋深的变化规律及煤层温度和煤的吸附变形对瓦斯分布的影响。结果表明:该模型模拟结果与煤层实际瓦斯赋存特征基本相符。 展开更多

关键词 瓦斯运移 多物理场耦合 数值模型 Comsol multiphysics 控制方程

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双盘式磁力耦合器振动噪声分析与实验研究 被引量：6

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作者 王爽 郭永存 +1 位作者 胡坤 李德永 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期811-818,共8页

为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式... 为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式磁力耦合内部的转子磁场非正弦分布以及涡电流谐波等因素影响,双盘式磁力耦合器输出转矩中不可避免的存在波动。若根据计算得出的双盘式磁力耦合器的电磁振动噪声特点,在设计时选取振动噪声小的参数进行优化组合,可在实际中降低其电磁振动及噪声,有利于减少制造成本。本文结合双盘式磁力耦合器的结构特征,提出了一种模态叠加响应法计算电磁振动噪声,建立了其电磁径向力的解析模型,并在多物理场耦合作用下分析主要电磁径向力波在工作频率内的谐波响应,最后在额定功率为55 kW双盘式磁力耦合器实验台上进行试验验证。基于麦克斯韦张量法,建立了双盘式磁力耦合器的径向电磁力解析模型,并得出0阶与10阶电磁径向力波是产生振动噪声的最主要原因;利用多物理场耦合分析法进行谐波响应NVH特性分析,结果显示0阶力波的振动加速度与形变量均大于10阶力波的振动加速度与形变量,因此双盘式磁力耦合器的电磁振动主要来源于0阶力波;在额定功率为55 kW,最高转速为1 500 r/min的双盘式磁力耦合器实验台进行振动测试,试验结果显示在1 500 r/min时,试验得出的最大振动峰值及频率约为35 m/s^2和4 950 Hz,与有限元仿真结果的误差对应为6.3%和1.1%;而当变频电机的输入转速依次增大时,振动加速度的理论值、仿真值与试验值的曲线形态较为接近,误差较小;噪声估计值与实测值的最大误差仅为8.9%,基本验证了本文所提出模态叠加法的正确性。 展开更多

关键词 双盘式磁力耦合器 振动噪声 多物理场耦合法 有限元分析

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湿式除尘器内部湍流场与粒子轨迹的数值分析 被引量：4

17

作者 宁致远 沈欣军 +1 位作者 李树然 闫克平 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期384-392,共9页

利用有限元多物理场耦合的方法,对湿式电除尘器内部的整体流场进行可视化分析,并指出耦合后流场对不同粒径颗粒运动轨迹以及收尘效率的影响.结果表明,在施加电场后,除尘器内的一次流在电流体(EHD)和壁面水膜流动的混合情况下产生了明显... 利用有限元多物理场耦合的方法,对湿式电除尘器内部的整体流场进行可视化分析,并指出耦合后流场对不同粒径颗粒运动轨迹以及收尘效率的影响.结果表明,在施加电场后,除尘器内的一次流在电流体(EHD)和壁面水膜流动的混合情况下产生了明显扰动.表现为在低流速的情况下,电晕线前后产生明显的涡旋.而在加入壁面水流的条件下,流场变得更加复杂,显现出明显的三维运动趋势.同时,流场的改变也使得颗粒物的运动轨迹变得复杂,相对来说,细颗粒物的运动轨迹更易受到流场变化的影响. 展开更多

关键词 数值分析 湿式除尘器 离子风 多物理场耦合 粒子轨迹

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耦合磁滞的电-机械转换器多场建模及参数优化 被引量：4

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作者 陈淑梅 柯旭锟 +3 位作者 吴荣钰 黄惠 杜恒 李雨铮 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4271-4281,共11页

为准确描述微小型电-机械转换器的频响受磁路敏感参数的影响规律,提出融合磁滞的电-机械转换器电-磁-固耦合多场的仿真模型,模拟转换器毫秒级的动态响应。首先,根据转换器的结构原理及各物理量的作用关系,在COMSOL平台中建立转换器电-磁... 为准确描述微小型电-机械转换器的频响受磁路敏感参数的影响规律,提出融合磁滞的电-机械转换器电-磁-固耦合多场的仿真模型,模拟转换器毫秒级的动态响应。首先,根据转换器的结构原理及各物理量的作用关系,在COMSOL平台中建立转换器电-磁-固耦合动态仿真模型,并引入J-A模型描述高频激励下的动态磁滞特性;然后,搭建电-机械转换器高频电磁力测试台以验证仿真模型准确性;最后,基于所建模型对转换器的影响频响的关键参数进行分析,得出激励电压、线圈匝数、衔铁长度和弹簧刚度的优化方法。研究结果表明:本文提出的融合磁滞的电-机械转换器电-磁-固多场耦合仿真模型的最大电磁力仿真结果与实验结果的相对误差仅为0.65%;电-机械转化器的激励电压应控制在12~15 V之间,衔铁长度取值范围为8.0~10.8 mm,线圈匝数可选220匝,弹簧刚度范围应为8~14 N/mm。 展开更多

关键词 微小型电-机械转换器 多物理场耦合 J-A磁滞模型 参数分析

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直升机复合材料桨叶固化过程的多物理场有限元模拟 被引量：3

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作者 贺继林 李栋 郑海华 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期19-23,共5页

根据热传导、复合材料力学和固化动力学理论,采用基于偏微分方程的强耦合多物理场有限元方法,计算在F650双马来酰亚胺树脂建议温度周期下直升机复合材料桨叶固化过程中温度、固化度、固化度反应速率和内应力变化历程。通过仿真结果对温... 根据热传导、复合材料力学和固化动力学理论,采用基于偏微分方程的强耦合多物理场有限元方法,计算在F650双马来酰亚胺树脂建议温度周期下直升机复合材料桨叶固化过程中温度、固化度、固化度反应速率和内应力变化历程。通过仿真结果对温度周期进行优化调整,改善工艺过程。计算结果表明:桨叶中树脂固化反应同步度高,交联反应产热量少;调整后的加热周期与建议加热周期相比,最高加热温度由460 K降低为393 K,但固化度由0.1增加到1的反应时间只由25 min增加为30 min,固化反应速率峰值从1.35×10-3/s降低为1.15×10-3/s,PMI(聚甲基丙烯酰亚胺,Polymethacrylimide)泡沫的Von Mises热应力最大值从0.82MPa降低为0.482 MPa。 展开更多

关键词 复合材料 固化 有限元分析 桨叶 双马来酰亚胺树脂 多物理场耦合

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基于热流固多场耦合的埋地输油管道地震响应 被引量：4

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作者 滕振超 刘凯琪 +2 位作者 滕云超 赵誉翔 计静 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2021年第3期99-110,I0007,I0008,共14页

基于热流固耦合作用,推导输油管道轴向应力表达式,利用ANSYS Workbench建立土—管—油三维有限元模型,采用时程分析法,考虑温度场和热流固耦合因素影响,分析埋地输油管道地震响应,得出埋地输油管道在地震激励作用下的变形特征及动力时... 基于热流固耦合作用,推导输油管道轴向应力表达式,利用ANSYS Workbench建立土—管—油三维有限元模型,采用时程分析法,考虑温度场和热流固耦合因素影响,分析埋地输油管道地震响应,得出埋地输油管道在地震激励作用下的变形特征及动力时程曲线。结果表明:埋地输油管道在X向激励作用下比Y向与Z向轴向应力峰值提高14.9%;温度场对轴向应力影响略微增大,峰值应力提高2.5%;热流固耦合场对管道影响明显,热流固耦合下频率降低89%以上,轴向应力峰值增大46%。该结果为严寒地区埋地输油管道设计提供技术支持。 展开更多

关键词 埋地输油管道 热流固耦合 地震响应 时程分析 温度场 多物理场

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