流体场

摘要： 为研究通风结构对高速列车异步牵引电机散热性能的影响,依据流体动力学和传热学的理论知识,建立600 kW高速列车异步牵引电机的三维流固耦合仿真模型,并采用有限体积法对该电机流体场和温度场进行数值计算与分析。通过实验验证了原始模型仿真结果的正确性后,修改定子通风孔孔径,并分析通风孔内风速对电机温升的影响规律,证实了缩小孔径有助于提高冷却效果。在保证定子通风孔体积不变的情况下,增加通风孔个数至定子槽数,即通风孔正对电机定子槽,该结构提高了通风孔壁面传热系数,有效降低了定子铁心、绕组和绝缘温升。在此基础上,进一步缩小出风口侧孔径,提出分段变截面的定子通风孔结构,孔内风速和风压发生阶跃式升高,电机各部分最高温度显著下降。

摘要： 本文以某采用强迫风冷的船用不间断电源为例,介绍了其柜体内部的回路结构,并利用有限元仿真软件Icepak对其进行流-固耦合仿真计算,得到该模块的内部风道流场和稳态温度场。提出了一种新的风冷系统优化方法,降低了功率器件的最高温度,使得系统温度分布更加合理,优化后散热效果达到设计要求。该优化方法可为电力器件柜体散热提供一种思路。

摘要： 针对大功率高速永磁电机高频率、高谐波导致其转子温升过高的问题,设计了一种自扇冷、水冷混合冷却散热结构。利用高速旋转的扇叶加速电机内部空气流动,加快电机与外界的热交换,建立流体和固体的耦合接触面,通过流固耦合法计算流体和电机的传热耦合问题。采用有限元法仿真电机额定状态下的电磁场,得出电机损耗以及热源分布,在此基础上分析电机在额定转速下的流体变化情况以及电机温升分布情况。仿真分析表明,自扇冷结构合理的改善了流体散热路径,有效降低了转子永磁体温升。

摘要： 兆瓦级永磁直驱风力发电机随着功率等级的提升,运行温度升高会对电机绝缘造成威胁,还会导致永磁体的不可逆退磁。针对这一问题,本文基于一台3.3MW,12r/min的外转子表贴式永磁电机,设计并建立了其径向强迫通风冷却结构,采用迭代仿真的方法合理地考虑电磁场与温度场的耦合关系,并基于流固耦合的方法对其温度场与流体流动情况进行分析。结果表明,本文所设计的通风结构具有一定的冷却效果,能够满足其安全稳定运行的需求,对兆瓦级永磁直驱风力发电机的冷却系统设计具有一定的借鉴意义。

摘要： 电缆载流量是电力电缆运行中的重要参数。为给敷设于隧道中的超高压电缆运行提供参考,文中根据实际电缆隧道结构和内部电缆排布方式,运用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立电缆隧道三维几何模型,进行温度场和流体场的耦合仿真计算。采用有限元法,对不同运行方式和环境条件下的温度场和流体场分布规律进行分析,计算隧道敷设超高压电力电缆载流量。研究表明:最高温度出现在电缆导体处,温度沿着电缆径向逐渐降低,出口截面处的温度和风速相对入口截面处有所增大;随着电流负载增加,电缆发热对周围环境温度的影响也随之增加;双回路和4回路敷设时电缆稳态载流量高于8回路敷设时电缆稳态载流量;电缆表面温度随着通风速率的增加而逐渐减小。

摘要： 根据相关研究结果,在流体场中任何非流线型物体两侧会交替地产生脱离结构物表面的旋涡。当塔架处在稳定风旋涡中,且风产生旋涡的激振频率与塔架固有频率接近时会在垂直于来风的方向引起塔架的横向振动,这种规律性的横向振动反过来又会改变塔架尾流的涡流脱落形态,恶化表面旋涡的脱离。这种风和塔架之间的相互作用现象称为塔架的涡激振动。塔架涡激振动会导致塔架破坏甚至引发倒塔等严重的事故,急剧消耗塔架的寿命。因此,现阶段在进行风电机组塔架设计时,各单位对涡激振动都会进行详细的分析。

摘要： 针对传统有限元法在多物理场耦合计算过程中存在计算量大、精度过于依赖网格划分的缺陷,以某光伏变电站用220 kV氧化锌避雷器为例,提出一种将有限元法与无网格法结合的温升计算方法。首先,建立了避雷器三维流体场有限元模型,得到流体分布;其次,将对流换热系数作为温度场计算的边界条件,分别采用有限元和无网格法计算额定运行下避雷器温升和避雷器老化故障情况下的温升;最后,与基于传统有限元法耦合计算及实验结果进行对比,在验证了所提方法准确性的同时,还发现其求解速度远高于传统有限元法。

摘要： 给出了绕线式磁力耦合器(Winding Type Magnetic Coupler,WMC)调速及热损耗原理,分析并证明了额定状态下绕线式转子感生电流及发热量为最大;设计出可满足额定状态下WMC散热要求的风路结构,并基于有限元方法对所设计的风路结构进行流场及温度场仿真计算,结果表明:(1)WMC主要在气隙宽度的轴向长度方向进行对流换热;(2)流体温度沿永磁体轴向方向逐渐积累,导致永磁体在风路出口端的温度为最大;(3)绕线式转子轴向长度的中部存在环状高温区,此高温区中还存在4个距铁幅轴较远的更高温度区;(4)磁体的平均温度为65.51°C,最高温度为70.33°C,小于稀土永磁N35H的许用温度(80°C);绕线式转子的平均温度为117.69°C,最高温度为133.25°C,小于F级绝缘许用温度(155°C),表明所设计的风路结构合理,可实现大功率WMC的散热要求.

摘要： 母线槽支吊架是支承母线槽的附件,而通丝吊架因其安装便利,在母线槽安装过程中大量使用.通常情况下,通丝吊架可支承起母线槽的重量并有一定裕度,但由于通丝吊架又细又长,在承受风载荷时是否能够稳定可靠就需对其进行抗风性能分析.研究以镇江西门子母线有限公司的母线槽通丝吊架为分析对象,分析其在受到风吹情况下的变形量.主要工作如下:1)建立通丝吊架有限元模型;2)通过Fluent软件分析通丝吊架于流体场中的受力情况;3)将风载荷和母线槽重量施加在通丝吊架上分析其变形情况.通过上述研究,为母线槽通丝吊架产品的设计和制造过程提供一定的参考.

摘要： 针对干式空心滤波电抗器的运行事故主要来源于电抗器内部温升导致绝缘被破坏问题,为了提高电抗器的运行可靠性,基于温度场计算原理,在考虑空气流速的情况下对某型号电抗器的温度场进行了计算,分析了电抗器的流体场和温度场分布规律.研究结果表明:干式空心滤波电抗器的温升集中在电抗器的上部中心区域,径向电抗器温度上部大于底部,轴向电抗器温度由左至右先升高后降低.

摘要： 为了能够对电机内流体分布进行较为详细的数值模拟,确保电机通风系统的合理性,本文以45kW空冷异步电机作为研究对象,基于流体动力学、传热学的基本原理及电机的结构特点,建立电机气隙及定子径向通风沟二维流体场计算模型,并给出边界条件,采用有限体积元法对定子求解域内的流体场进行数值计算.所得结果为该类型电机的通风系统设计提供可靠的理论依据.

摘要： "抗荷调压器—抗荷服"系统的动态特性是决定抗荷服抗荷效果的关键指标.本文采用流体场和结构场独立求解的解耦分析方法,利用专业流体分析软件Fluent和非线性结构分析软件Abaqus,建立了"人体—抗荷服—抗荷调压器"的仿真模型,对抗荷服充气过程进行了数值模拟,获得了抗荷囊内气体压力、气体质量、人体体表压力、抗荷囊体应力、衣面应力,以及抗荷服腹部和大腿部的周向膨胀率等体现抗荷服抗荷性能指标的重要仿真结果.数值模拟过程和仿真结果为提高抗荷服抗荷能力、舒适性和经济性提供了有利参考.

摘要： 本文以350MW全空冷汽轮发电机为算例,应用流体仿真计算软件Fluent对该机组定子的通风冷却流场和温度场进行了数值模拟.采用流体场与温度场耦合计算的方法来研究电机内的流体流动状态和各发热部件的温度分布,可以提高汽轮发电机发热部件温度的计算精度,对完善通风系统结构和预期电机的冷却效果有重要帮助。

摘要： 根据流体力学和传热学理论，建立了通风电缆沟系统流体场与温度场的三维耦合计算模型，确定了耦合场的求解域和边界条件，以电缆沟敷设6回路8.7/15kVYJV 1×400的电缆为例，对耦合场进行了数值计算和分析，得到了通风电缆沟内三维流体场分布和电缆以外区域的三维温度场分布，并验证了耦合模型的正确性。此外，基于该模型对进风速度不同的两种情况下的电缆载流量进行了计算，并对结果进行了比较分析。结果表明：当进风速度由1m/s增大到2m/s时，电缆允许载流量由620A增大到770A，增幅为24.19%。

摘要： 电机的通风冷却是电机设计的关键技术之一，对电机的尺寸和性能都有重要的影响和意义。大型同步发电机的结构和运行是复杂的，定子径向通风沟的氢气的流动状态对电机定子温度场的分布有明显的影响。本文采用有限元的计算方法对定子的流体场进行了计算和分析，得到了流场的分布情况。分析结果证明了提出的模型和计算的方法是正确。

摘要： 本文介绍了一种基于有限容积法计算的10kV开关柜三维流体-温度场耦合分析方法.通过建立10kV高压开关柜三维模型、划分网格、计算发热功率、采用有限容积法计算出开关柜内各部件的温度以及柜内气流分布.对10kV KYN-28A高压开关柜进行三维流体-温度场分析,研究强迫风冷、自然对流状态时开关柜内温度场和气流场的分布规律,并提出一些降温改造措施.计算结果表明,相比自然对流状态强迫风冷能够取得良好的降温效果;强迫风冷状态时开关柜的温升与开关柜通风设计密切相关;针对计算所分析的开关柜,提出相应的通风结构优化设计建议.进行了相关的温升实验,温度的数值计算结果与实验结果相吻合。

摘要： 本文介绍了一种基于有限容积法计算的10kV开关柜三维流体-温度场耦合分析方法.通过建立10kV高压开关柜三维模型、划分网格、计算发热功率、采用有限容积法计算出开关柜内各部件的温度以及柜内气流分布.对10kV KYN-28A高压开关柜进行三维流体-温度场分析,研究强迫风冷、自然对流状态时开关柜内温度场和气流场的分布规律,并提出一些降温改造措施.计算结果表明,相比自然对流状态强迫风冷能够取得良好的降温效果;强迫风冷状态时开关柜的温升与开关柜通风设计密切相关;针对计算所分析的开关柜,提出相应的通风结构优化设计建议.进行了相关的温升实验,温度的数值计算结果与实验结果相吻合。

摘要： 本文介绍了一种基于有限容积法计算的10kV开关柜三维流体-温度场耦合分析方法.通过建立10kV高压开关柜三维模型、划分网格、计算发热功率、采用有限容积法计算出开关柜内各部件的温度以及柜内气流分布.对10kV KYN-28A高压开关柜进行三维流体-温度场分析,研究强迫风冷、自然对流状态时开关柜内温度场和气流场的分布规律,并提出一些降温改造措施.计算结果表明,相比自然对流状态强迫风冷能够取得良好的降温效果;强迫风冷状态时开关柜的温升与开关柜通风设计密切相关;针对计算所分析的开关柜,提出相应的通风结构优化设计建议.进行了相关的温升实验,温度的数值计算结果与实验结果相吻合。

摘要： 本文介绍了一种基于有限容积法计算的10kV开关柜三维流体-温度场耦合分析方法.通过建立10kV高压开关柜三维模型、划分网格、计算发热功率、采用有限容积法计算出开关柜内各部件的温度以及柜内气流分布.对10kV KYN-28A高压开关柜进行三维流体-温度场分析,研究强迫风冷、自然对流状态时开关柜内温度场和气流场的分布规律,并提出一些降温改造措施.计算结果表明,相比自然对流状态强迫风冷能够取得良好的降温效果;强迫风冷状态时开关柜的温升与开关柜通风设计密切相关;针对计算所分析的开关柜,提出相应的通风结构优化设计建议.进行了相关的温升实验,温度的数值计算结果与实验结果相吻合。

摘要： 本文介绍了一种基于有限容积法计算的10kV开关柜三维流体-温度场耦合分析方法.通过建立10kV高压开关柜三维模型、划分网格、计算发热功率、采用有限容积法计算出开关柜内各部件的温度以及柜内气流分布.对10kV KYN-28A高压开关柜进行三维流体-温度场分析,研究强迫风冷、自然对流状态时开关柜内温度场和气流场的分布规律,并提出一些降温改造措施.计算结果表明,相比自然对流状态强迫风冷能够取得良好的降温效果;强迫风冷状态时开关柜的温升与开关柜通风设计密切相关;针对计算所分析的开关柜,提出相应的通风结构优化设计建议.进行了相关的温升实验,温度的数值计算结果与实验结果相吻合。

摘要： 一种确定地层流体性质的方法，包含：使用一个脉冲序列获取流体样本的一套核磁共振(NMR)测量，该序列脉冲包括用于对扩散信息编码的脉冲场梯度脉冲，其中该套测量中的每个NMR测量的获取方式是采用脉冲场梯度脉冲中参数的不同值，所述不同值产生不同的扩散效应，其中获取是在井下的地层流体取样工具中进行的；对该套NMR测量进行反演以产生分布函数，该分布函数将流体取样的扩散性质与流体样本的NMR性质关联起来；以及根据该分布函数确定地层流体性质。

摘要： 基于立体模型边界耦合的大型电机全域热场和流体流场计算方法，根据在匀速旋转状态下的电机结构和通风系统的对称性，建立三个实体模型:半个轴向段的转子区域实体模型、半个轴向段的定子和气隙区域实体模型、轴向中心位置的全圆周实体模型；根据三个实体模型的耦合关系，对三个实体模型设置边界条件，包括：周期性边界条件、散热边界条件、绝热边界条件、通风入口和出口的边界条件；采用流体与传热的数学模型，计算电机全域热场和流体流场。本发明方法考虑了电机的匀速旋转的状态，通过设置耦合的边界条件，计算出了电机全域流场和热场，从而保证了计算的精确度和速度。更有利于在工程实际的应用。

摘要： 本发明公开了一种微流体温度场测量装置，包括光源，其特点是还包括起偏器、聚光镜、半透半反射棱镜、偏振分光棱镜、物镜、四分之一波片、检偏器和CCD，光源射出的光束通过起偏器变成偏振光，再经过聚光镜会聚成平行光，该光线经过半透半反射棱镜，反射至偏振分光棱镜后被剪切成两束光；这两束光通过物镜射到微流体芯片上，再按照原方向反射，通过物镜、偏振分光棱镜、半透半反射棱镜、四分之一波片、检偏器，最终成像在CCD靶面上。由于采用共光路光学系统，消除了外界因素对光路的干扰，减少了测量误差。本发明方法采用相移干涉测量方法，使得温度测量误差由现有技术的3°C提高到0.1°C；空间分辨率由现有技术的毫米级提高到微米级。

摘要： 本发明的课题在于，提供一种能够抑制流体周围的物体被荧光物质涂装、以及由物体产生的光晕的同时，在流体中规律地运动、实现流体的动作/运动精细可视化的荧光粒子、检查装置以及检查方法。解决方案如下：荧光粒子由混合物组成，该混合物含有至少一种荧光物质和合成树脂，其中，该荧光物质被具有290nm～405nm波长的紫外线、以及紫色可见光中的任意一种光激发，以峰值波长介于410nm～620nm范围内的可见光发光，该荧光粒子是粒径介于10nm～1mm的大致球形的荧光粒子，能够在照射了该光时与流体中的异物和/或气泡加以辨别。

摘要： 一种确定地层流体性质的方法，包含：使用一个脉冲序列获取流体样本的一套核磁共振(NMR)测量，该序列脉冲包括用于对扩散信息编码的脉冲场梯度脉冲，其中该套测量中的每个NMR测量的获取方式是采用脉冲场梯度脉冲中参数的不同值，所述不同值产生不同的扩散效应，其中获取是在井下的地层流体取样工具中进行的；对该套NMR测量进行反演以产生分布函数，该分布函数将流体取样的扩散性质与流体样本的NMR性质关联起来；以及根据该分布函数确定地层流体性质。

摘要： 强磁场条件下金属流体速度场和温度场的测量装置和方法，装置包括速度测量模块和温度测量模块，速度测量模块包括通道壁面固定的阵列探针，通道内可移动的浸入式的探针，控制探针运动的位移装置，连接阵列探针和浸入式探针电势信号的温度和电势同步采集控制器；所述的温度测量模块，包括通道壁面固定的阵列热电偶探头，连接阵列热电偶探头电势信号的温度和电势同步采集控制器；本发明使用电势探针测量速度，热电偶测温传感器测量温度，高精度测量液态金属流场内部局部速度和温度分布，实现强磁场条件下的金属流体内部温度和速度的准确高效测量，解决了强磁场下液态金属局部流场特征的高精度测量的难题。

摘要： 本发明公开了一种棒束通道内流体相场和浓度场三维分布测量系统，包括：棒束机构、传感器机构、驱动机构、采集控制端；棒束机构包括若干棒束元件，通过法兰构件在进行阵列固定；传感器机构包括若干电极丝构件，各电极丝构件穿设于棒束元件所属阵列的同行、同列的所有棒束元件，两端连接信号转向构件；驱动机构的输出端连接法兰构件，以带动传感器机构滑移至测量位置；采集控制端在传感器机构到达测量目的地后，输出高频脉冲方波依次激励各发射电极，在所有发射电极被顺序激发一次后，完成棒束通道内既定位置的一帧截面测量。本发明利用在棒束通道内灵活运动的棒束机构来带动传感器机构与棒束通道内壁分离后，灵活定位进行流体相场和浓度场的三维测量。

摘要： 基于立体模型边界耦合的大型电机全域热场和流体流场计算方法，根据在匀速旋转状态下的电机结构和通风系统的对称性，建立三个实体模型:半个轴向段的转子区域实体模型、半个轴向段的定子和气隙区域实体模型、轴向中心位置的全圆周实体模型；根据三个实体模型的耦合关系，对三个实体模型设置边界条件，包括：周期性边界条件、散热边界条件、绝热边界条件、通风入口和出口的边界条件；采用流体与传热的数学模型，计算电机全域热场和流体流场。本发明方法考虑了电机的匀速旋转的状态，通过设置耦合的边界条件，计算出了电机全域流场和热场，从而保证了计算的精确度和速度。更有利于在工程实际的应用。

摘要： 本发明公开了一种地下流体流场和温度场模拟实验系统及方法，包括人造岩心，所述人造岩心上设置有若干第一井和若干第二井，所述第一井的入口端通过阀门和第一过滤器连接至第一罐，所述第二井的出口端通过阀门和第二过滤器连接至第二罐，所述人造岩心置于控温箱中，且人造岩心表面上呈网格状布置有若干电磁探头和温度探头。本发明能够实时三维动态监测地层中的流场和温度场，主要适用于地热领域对注采开发情况的模拟，也适用于油气领域的驱替实验模拟、或模拟油气开发时压裂液在地层中的流动规律。

摘要： 本实用新型公开了一种地下流体流场和温度场模拟实验系统，包括人造岩心，所述人造岩心上设置有若干第一井和若干第二井，所述第一井的入口端通过阀门和第一过滤器连接至第一罐，所述第二井的出口端通过阀门和第二过滤器连接至第二罐，所述人造岩心置于控温箱中，且人造岩心表面上呈网格状布置有若干电磁探头和温度探头。本实用新型能够实时三维动态监测地层中的流场和温度场，主要适用于地热领域对注采开发情况的模拟，也适用于油气领域的驱替实验模拟、或模拟油气开发时压裂液在地层中的流动规律。