寒区运营隧道温度场大型模型试验系统研究

以大阪山隧道温度场模型试验为例,基于相似理论对寒区运营隧道温度场相似关系进行了研究,运用方程分析法推导了模型试验相似准则,实现了模型试验几何条件、边界条件及材料参数的相似,并将其应用于隧道温度场模型试验.结合现场实测数据,从隧道洞内气温,围岩冻结深度方面与模型试验数据进行了对比分析,结果表明：修正之后的模型试验结果与现场实测数据吻合效果较好,说明本次相似关系的拟定是合理的,可以为寒区运营隧道温度场的研究及模型试验相似材料的选取提供一定的参考价值.     

寒区隧道温度场及保温隔热层研究

为评价隧道保温隔热层效果，利用三维瞬态有限元程序，分析了隧道保温隔热材料厚度为0.0、3.0cm情况下二次衬砌及周边围岩的温度变化过程；研究了温度应力分布及其可能导致的混凝土开裂，对保温隔热材料的防冻效果进行了评价。计算表明：设3.0cm厚的保温隔热材料层后衬砌温差小，能较好地保护二次衬砌免受温度应力影响，避免了二次衬砌产生开裂等冻害，分析结果具有一定的工程参考价值。     

寒区隧道衬砌温度场及应力场变化规律研究

为了研究保温隔热层在冬季的保温效果,选择寒区隧道为研究对象,通过对比隧道是否铺设保温层来进行数值模拟,分析在多年重复温度荷载下温度场的分布,结果表明:在隧道铺设保温层后,能有效减少围岩的冻结深度,减缓围岩的冻融循环,隧道的使用寿命明显延长.在隧道洞口附近由于受到洞口及洞内气温影响,铺设的保温层在一定年限后不能有效保证围岩温度,无法完全阻止围岩内的冻胀发生.隧道在最大冻深时,衬砌最大压应力出现在仰拱和边墙汇交处,最大拉应力出现在仰拱处,且相较自重应力场,最大压应力变小,最大拉应力变大,对寒区隧道运营及维护具有一定的参考价值.     

寒区土壤源热泵带相变温度场数值模拟

根据传热学、渗流理论提出了寒区带相变问题土壤源热泵的数学模型及其控制方程,利用有限单元法对大庆油田某土壤源热泵冬季供暖工况下的传热问题进行了数值模拟和分析。通过与不考虑土壤冻结情况的结果对比,表明在热泵运行初期,由于冰水相变潜热的影响,土壤冻结锋面相对移动慢,土壤降低温度幅度小。随着冻结时间的增加,土壤温度分布逐渐稳定。土壤冻结时产生的相变潜热会影响土壤的传热效果。     

发动机活塞温度场三维有限元法分析

从三维稳态温度场理论出发，导出了三维有限单元法下的温度场单元方程．并采用了弹性接触式热电偶测温技术得到了６１０５Ｑ型柴油机活塞在最大热负荷工况下部分测点的温度值．采用自编的三维有限元法温度场分析软件（ＴＥＭＰ３Ｄ）对其１／２活塞模型进行了计算．它为现代活塞设计提供了一种最可靠的手段     

海洋温度场的三维可视化

全面考虑了海水温度的数据类型与采集方式，分析了海洋温度场的特点，采用多重二次型插值法生成一个连续的海洋温度三维空间数据场．结合体视化技术，对海洋温度场进行了分类，给出了一种有效的实现海洋温度场的三维可视化的方法．     

寒区隧道保温层设置及保温效果数值模拟分析

在寒冷地区,保温层对隧道防冻抗冻起着至关重要的作用。为研究适合高海拔寒区隧道保温层的设计结构,通过有限元数值模拟软件建立了含相变的二维温度场计算模型,对青海省多隆隧道保温层铺设方式、设计厚度、导热系数以及不同保温材料的最优选取进行研究。结果表明：(1)对于拱脚和仰拱,双层铺设和夹层铺设的保温效果优于表层铺设,对于拱顶,3种铺设方法均可有效避免冻结冻害。(2)年平均温度大于0℃时,保温层的厚度宜选取5～9 cm;年平均温度小于0℃时,最佳保温层厚度为13 cm。(3)多隆隧道在运营十年内,保温层厚度为5 cm,保温层的导热系数取值为0.03 W/(m·℃)及以下可以避免衬砌产生冻害。(4)通过对铺设保温层和不铺设保温层的隧道洞壁表面温度进行对比分析,以及对不同保温材料的保温效果进行定量分析,发现保温效果最好的是硬质聚氨酯保温板,聚酚醛泡沫塑料次之,最差的为泡沫玻璃。     

海洋温度场的三维可视化

全面考虑了海水温度的数据类型与采集方式,分析了海洋温度场的特点,采用多重二次型插值法生成一个连续的海洋温度三维空间数据场.结合体视化技术,对海洋温度场进行了分类,给出了一种有效的实现海洋温度场的三维可视化的方法.     

高海拔寒区隧道洞外排水管道出水口临界流速分析

高海拔寒区隧道排水管道出口防冻设计是隧道排水系统设计的重要组成部分,为保证寒区排水沟出口冬季不堵、排水通畅,有必要对其排水管道水流临界流速进行预测。考虑埋地深度、水的热量损失,建立了排水管道热流量理论计算模型,得到了洞外排水管道水流临界流速的计算公式,得到水流临界流速并分析了外界环境温度对临界流速的影响。结果表明：理论计算得到的水流临界流速比较接近模拟得到的水流临界流速;外界环境温度对排水管道出水口临界流速的在一定温度范围内呈正相关。     

动力调谐陀螺非稳态温度场的有限元分析

本文从工程实际出发,针对挠性陀螺的具体结构,计算了陀螺非稳态温度场,并分析了影响温度场的诸因素.不仅为陀螺的温控设计和热补偿提供了理论依据,且对陀螺热设计有指导作用.     

大体积混凝土水闸墙温度场有限元分析

以某大体积混凝土水闸墙现场监测温度为基础，利用ANSYS软件对该水闸墙的温度场进行有限元数值模拟分析，并对分析结果进行比较和总结．该研究表明，数值模拟结果与实测结果变化规律较为吻合．     

大体积混凝土温度场及温度应力的有限元分析

结合工程实例,采用ANSYS有限元软件对大体积混凝土浇筑及冷却过程中的温度场及温度应力进行了模拟,通过APDL语言编写程序控制了模拟过程．分析结果与工程计算及实际测试结果相近,验证了所建模型与选取参数的正确性,保证了运用ANSYS研究大体积混凝土水化热影响参数的可行性．分析发现：混凝土温度峰值与最大拉应力与浇筑温度呈正相关;采用低热量水泥时,可降低温度峰值、推迟峰值出现时间,并降低结构温度应力;环境温度变化时,温差成为关键因素,应根据实际情况制定季节性施工方案．     

用边界单元法解三维非稳定温度场

采用与时间无关的基本解和分离变量法，通过严格和详细的数学推导转化工作，建立各向同性体三维非稳定温度场的积分方程、边界积分方程及其离散型方程．并将偏微分方程问题转化为一个常系数的常微分方程问题，把复杂的域积分有效地转化为边界积分，给出便于编程的计算格式．     

单脉冲电火花加工温度场的有限元分析

建立了电火花单脉冲加工的物理模型,利用有限元方法模拟了放电加工的电热过程,并对放电后电极与工件的温度场进行了分析,同时探讨了在电火花加工理论研究中引入有限元法的意义.     

压型钢板—混凝土组合楼板瞬态温度场有限元分析

要对压型钢板—混凝土组合楼板进行抗火性能的研究,首先要研究组合楼板在受火情况下板内温度场的分布情况.用大型通用有限元分析软件ANSYS对青岛理工大学韩金生所进行的组合楼板抗火试验进行数值分析,并与试验结果进行对比,验证所建立的模型的正确性,并为以后进一步对组合楼板抗火性能研究提供基础性的研究成果.     

钢管混凝土在高温作用下温度场的非线性有限元分析

利用有限元法计算钢管混凝土在高温作用下的温度场，计算结果与试验结果吻合良好，从而为进一步研究钢管混凝土的耐火极限和高温下的力学性能创造了条件。     

脱硫泵机械密封稳态温度场的有限元分析

机械密封温度场研究是热应力分析的基础,是影响机械密封工作寿命与密封性能的主要因素。通过建立密封环有限元模型,提出机械密封动、静环轴对称问题的有限元分析与稳态温度场计算方法,得出了密封环温度分布规律。并对接触面的热流密度、模型与介质的对流换热系数以及热流分配系数等物理量进行了分析。结果显示,温度变化主要集中在靠近内径的接触面附近的局部区域,该区域变形较大,且不利于密封环的散热。     

基于ANSYS软件的油浸式变压器温度场有限元仿真计算

应用传热学和流体力学原理分析了变压器内部生热以及散热机制,建立了流固耦合的变压器温度场有限元分析模型,并在此基础上选取了适当的边界条件及求解参数,在综合考虑非线性热源以及随温度变化的油动力粘度的前提下,采用有限元分析软件ANSYS计算了变压器内部的温度场分布,确定了热点的温度及位置.     

PE燃气管热熔焊接头温度场有限元分析

采用牛顿冷却公式计算PE管内外对流换热系数,在准确的边界条件下建立热熔焊接头的二维轴对称模型,用有限元软件ANSYS对模型进行瞬态热力学仿真,得到焊接过程中温度随时间和位置变化的分布情况.用M7500红外摄像仪对PE管外表面沿轴向的温度分布进行了测量,结果表明仿真与实测结果吻合.最后对接头温度场进行分析,为降温速率对接头质量的影响提供一定的理论依据.