耦合场

摘要： 超高压GIS母线发热的最高点主要出现在触头、触指部位。运用有限元方法,建立了带有触头、触指的550kV GIS母线三维电磁场-流场-温度场耦合有限元求解模型。将触指进行合理简化,计算了母线导体、触头、触指等各部位元件的功率损耗,并将其作为发热源,耦合至流场-温度场求解模型,计算出母线温度场分布。将计算结果与温升试验数据对比,触头温度误差在0.3%,导体温度误差在1.04%,外壳温度误差在4%,证明了触指简化模型的合理性与正确性,对GIS母线设计以及触头、触指的温度场仿真具有指导意义。

摘要： 变压器绕组在短路电动力冲击作用下,受多重因素的影响,绕组的形变量发生显著变化.本文采用磁-结构场耦合的有限元仿真方法,建立变压器的三维模型,运用Ansys Maxwell计算出绕组的短路电动力体密度分布,采用顺序耦合的方法把电动力体密度耦合到Ansys Workbench中的结构场,进行绕组的静力学分析;运用相关理论分别分析温度、预紧力等变化对绕组的形变量的影响.结果表明,温度和预紧力均能影响绕组强度,温度对绕组辐向形变量影响更大,预紧力对绕组轴向形变量影响更显著,在电磁力分布较大的区域,二者的影响效果均明显增加.研究结果对变压器抗短路设计有一定参考意义.

摘要： 航道护岸混凝土开裂,在施工过程中,会经常碰到.如果让此情况不再发生或减少发生的次数,就必须采取有效应对施工措施.本文从耦合场的机理,建立航道混凝土护岸模型,并运用有限元分析法对航道护岸模型进行了分析研究,将模型计算结论数据,应用于秦淮河航道整治护岸混凝土挡墙施工质量管控措施中,取得预防开裂效果.

摘要： 特高压直流套管是特高压直流输电的关键设备之一,但在实际运行中多次发生换流站穿墙套管载流连接过热故障,经分析主要是由插接结构接触缺陷、异常发热导致的.本研究针对某载流过热故障的±800 kV SF6气体绝缘穿墙套管,建立了套管及触指结构精细化模型,考虑热传导、热对流、热辐射等条件,通过三维电磁热流耦合方法对特高压穿墙套管内两种典型导电杆支撑结构进行仿真研究.结果 表明:三支撑与双支撑结构的±800 kV SF6气体绝缘穿墙套管在正常运行时的温度分布规律基本一致,导杆中部及靠近法兰和支撑绝缘子处温度较高,支撑绝缘子高压端嵌件的交界面处出现最高温度,但均低于其环氧复合材料的玻璃化转变温度;同时发现不同接触电阻倍数下,双支撑结构的温升整体高于三支撑结构.研究建立了外护套表面温度与载流接触过热点温度的对应关系,可为特高压直流穿墙套管通过红外监测护套表面温升、发现载流连接缺陷的运维方法提供依据.

摘要： GIS(气体绝缘组合电器)母线的温升和散热性能是影响其工作稳定性的重要因素之一.基于磁场-流场-温度场耦合的有限元方法分析了GIS母线温度场,通过计算145 kV GIS三相母线的涡流场分布,得到母线导体和外壳的功率损耗,建立流场以及温度场有限元分析模型,将功率损耗作为母线体积热源耦合到温度场模型中,计算母线温度场,将仿真数据与试验数据进行对比,验证了温度场计算结果的正确性.实践证明,该有限元分析方法对GIS母线产品设计具有一定参考价值.

摘要： 采用数值模拟和实验验证相结合的方法,研究了超声压力耦合场对Al-Cu合金协同作用机理及对显微组织的影响.结果表明:相比单一超声场,超声压力耦合场会使得空化效应的强度和区域增大,还可以改变熔体内部压力分布从而导致熔体内部形成更强烈的对流.通过熔体内部温度测试和宏观、微观组织定量分析的方法,对数值模拟结果进行实验验证.超声-压力耦合作用更容易促使熔体内部出现均匀的温度场,同时消除单一超声作用导致的铸锭内部晶粒细化的差异性,使微观组织分布得更均匀.

摘要： 采用由Eringen非局部理论和梯度弹性模型相结合的统一应力应变梯度弹性模型,推导了置于Kelvin-Voigt粘弹性基础上的碳纳米管在力-热-磁耦合场中的振动控制方程.考虑单壁碳纳米管的小尺度效应、粘弹性阻尼和力-热-磁耦合场因素,得到了初始轴向应力、温度、磁场强度和非局部系数等参数对振动频率的影响.通过与已有文献结果对比,证明了所建立方程和计算结果的正确性.

摘要： 轨道加速器连续工作时,轨道局部温升过高会严重影响其结构强度,有必要对其温升和冷却效果进行仿真分析.该文从分析轨道加速器的动态特性出发,给出电枢运动状态下轨道热源加载、多次加速的时间步长差异等关键问题的解决方法.基于Ansys-APDL语言,编程实现了轨道冷却的电磁-流场耦合仿真分析.无水冷工况下,在连续5次加速后轨道最高温度已超过铜材软化温度400°C.通过分析冷却水参数对轨道冷却效果的敏感度,最终选取体积浓度为50％的乙二醇水溶液作为冷却液.在连续7次加速后,冷却液与轨道最高温度基本不再上升,且轨道最高温度为308.7°C,未超过铜材料的软化温度.该仿真方法和结果对轨道加速器的热管理具有一定的指导意义.

摘要： 为了准确分析永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转子结构强度,文章从热结构耦合方面出发,以额定功率30 kW的车用PMSM为研究对象,基于传热学理论建立了电机三维温度场求解域模型,求解电机全域温度分布,并通过温升实验验证了仿真精度;然后将转子瞬态温度场仿真结果作为载荷施加到结构场中,分析了转子在热结构耦合下的应力分布;最后分别研究了离心力、热应力以及两者耦合对转子应力的影响.该文研究结果为进一步优化PMSM转子结构提供了一定的参考依据.

摘要： 集成式母线型EMI滤波器兼具传统反射式滤波器的“反射”功能和吸收式滤波器的“耗散”功能,能够对电力电子系统中的传导电磁干扰进行有效抑制;采用载流能力较强的铜条作为工作电流导体,因而能够适用于大功率大电流场合.采用有限元法建立母线型EMI滤波器“磁-热-流体”耦合场模型并进行计算是一种研究滤波器实际工作特性的有效方法.论文建立了母线型EMI滤波器二维时谐磁场有限元模型和“热-流体”场有限元模型,在对滤波器损耗进行求解的基础上完成了磁场和“热-流体”场的耦合分析,对自然对流散热下的滤波器稳态温度场进行了求解;对不同电流条件下滤波器实际工作温升特性进行了试验分析,结果表明利用有限元法能够有效计算不同电流下滤波器温升,为滤波器设计提供相应参考.

摘要： 本文使用IPO(迭代物理光学方法)求解目标的RCS,使用SSA1(低阶小斜率近似)求解粗糙面的复反射系数,以FPM(四路径)模型为基础得到粗糙面上目标与粗糙面耦合散射的耦合场,得到了不同入射角度下的CRCS(耦合场雷达散射截面积).通过对不同入射角下CRCS的比较,分析了布儒斯特效应对目标与粗糙环境耦合散射的影响,并考虑了粗糙度的因素,发现布儒斯特效应对低空目标的跟踪和识别具有重要的意义.

摘要： 本文建立了圆锥喇叭天线接收SPICE等效电路模型.模型用于计算天线在外界平面电磁波照射下馈电波导中的耦合场,包括主模(TE11)和第一高次模(TM01).本文通过几个实例验证了模型的正确性.此模型可以作为系统级电磁兼容电路仿真的一个模块,并可用于时域或频域仿真.

摘要： 为了精确分析电磁热弹性材料的耦合场,将精化理论的研究方法推广到轴对称横观各向同性电磁热弹性圆柱的研究当中.利用准调和函数的Bessel算子函数表示以及轴对称横观各向同性电磁热弹性通解,不采用任何预先假设,推导出柱面作用轴对称温度载荷的横观各向同性电磁热弹性圆柱的精确的控制方程,最终获得了该圆柱在轴对称温度载荷作用下的耦合场.

摘要： The coupled elastic,electric and magnetic fields produced by an arbitrary shapedthree-dimensional(3D) dislocation loop in general anisotropic magneto-electro-elastic (MEE)bimaterials are derived. First we develop line-integral expressions for the fields induced by ageneral dislocation loop. Then, wedislocation segment. As numericalobtained analytical solution for the fields due to a straight examples, the fields induced by a quadrate dislocation loop in MEE bimaterials are studied. Our numerical results show the coupling effects among different fields, and various interesting features associated with dislocations and interfaces.

摘要： 本文从耦合场角度出发，以汽轮发电机负序运行时的电磁场为条件，对发电机不同负序电流时的三维稳态温度场进行了计算，得出发电机负序运行时温度场的分布。

摘要： 本文针对涡旋压缩机静涡盘受力比较复杂,涉及到温度和结构场综合作用的特点,在静涡盘设计的初期提出热应力耦合的有限元分析方法,用以验证设计的合理性.通过建立静涡盘的有限元的分析模型及求解,得到了静涡盘在正常工作时的应力及形变等情况,找出了设计中的不足,从而降低了产品开发的成本,并且与静涡盘实际投入生产后的使用情况作了对比,验证了分析方法和有限元模型的正确性.

摘要： 结合实验结果,应用改进的ANSYS软件,采用二维轴对称模型对石蜡热膨胀驱动器中频感应加热温度及其分布进行了数值模拟。介绍了正弦电流感应加热中电磁-热耦合分析的数学模型和分析步骤,石蜡的固-液相转变分析和玻璃有效导热系数处理。结果表明,数值模拟算法是非常有效的,模拟结果与实验测试结果具有非常好的一致性。

摘要： 结合实验结果,应用改进的ANSYS软件,采用二维轴对称模型对石蜡热膨胀驱动器中频感应加热温度及其分布进行了数值模拟。介绍了正弦电流感应加热中电磁-热耦合分析的数学模型和分析步骤,石蜡的固-液相转变分析和玻璃有效导热系数处理。结果表明,数值模拟算法是非常有效的,模拟结果与实验测试结果具有非常好的一致性。

摘要： 结合实验结果,应用改进的ANSYS软件,采用二维轴对称模型对石蜡热膨胀驱动器中频感应加热温度及其分布进行了数值模拟。介绍了正弦电流感应加热中电磁-热耦合分析的数学模型和分析步骤,石蜡的固-液相转变分析和玻璃有效导热系数处理。结果表明,数值模拟算法是非常有效的,模拟结果与实验测试结果具有非常好的一致性。

摘要： 本发明公开了一种模拟热力耦合下煤体流‑固‑热‑化多场耦合的实验方法，包括如下步骤：煤样制备；装载试件、煤样气体吸附；设定型煤试件的初始围压、初始温度和初始轴向应力，以及温度和轴向应力的加载阈值；注入氧气，型煤试件升温；第一次数据采集；实施温度和应力联合加载；第二次数据采集；建立煤体渗流‑应力‑温度‑化学多场耦合模型，结合数值模拟方法研究揭示热力耦合下煤体的流‑固‑热‑化耦合作用机制。本发明实现了煤层应力加载下的自燃升温规律实验室模拟，可以用于定量研究热力耦合作用下煤体的应力‑应变关系、煤体的渗透性演化以及煤‑氧反应规律，为煤层自然发火地点和时间的预测，以及自燃最佳防控时机的确定提供依据。

摘要： 本发明涉及一种多载荷耦合加载的试件夹具及其多物理场耦合加载方法，属于材料微观力学性能测试领域。通过在夹具上加工凹槽，试件置入凹槽后通过压板压紧，实现夹具向试件施加拉伸、弯曲、扭转等机械载荷。通过氮化硅加热片与试件接触进行传导加热，并通过热电偶实现温度反馈，实现对被测样品施加热场加载。通过向试件通入可控电流实现对试件样品的电场加载。通过两个磁感应线圈，实现对被测样品的磁场加载。结构简单紧凑、方法科学合理、性能稳定可靠，可实现对被测样品材料的大范围温度加载、精确的电流加载以及可控的磁场加载，能够为材料试验提供更接近服役条件下的复合载荷加载及热场、电场和磁场的模拟，具有重要的理论意义和应用价值。

摘要： 本发明提出了一种流场耦合相场的确定多相烧结的形貌和物理场的方法，主要包括烧结相场模型的建立以及算法的提出，具体步骤如下：构建描述多相烧结过程的多项式型自由能；构建Navier‑Stokes方程、Cahn‑Hillard方程与Allen‑Cahn方程耦合的多相烧结相场模型；对Navier‑Stokes方程、Cahn‑Hillard方程与Allen‑Cahn方程构造空间差分格式和时间差分格式进行有限差分的求解；利用SIMPLE算法编写程序得到耦合模型的数值解；输出保守型相场、速度场变量、压强场变量模拟结果。本发明模型将相场理论与流场Navier‑Stokes方程耦合起来，能够定量分析烧结过程中形貌演化和速度场变化方式，为模拟颗粒重排、熔体渗透等烧结过程奠定了技术基础。

摘要： 本发明公开了一种热场等离子场双场耦合制备生物质基活性炭的方法，包括如下步骤：S1：将10g纤维素基生物质加入到20mlNaOH和硫脲或尿素的离子液中，在5摄氏度下，在搅拌器中进行搅拌，发生纤维素和离子液部分溶解和润胀作用，得到具有弹性的生物质胶体；S2：将生物质胶体放置于等离子体热解管式炉的刚玉管中，以5摄氏度每分钟的升温速度，升温到500‑900摄氏度，保温60分钟，同时打开等离子体装置对样品进行辐照5‑20分钟；S3：降温冷却后，得到蓬松状的生物质活性炭，经过沸水洗涤3次，酸洗1次，放置于真空干燥箱中干燥6小时，得到生物质活性炭样品。本发明制备的活性炭可用于燃料电池催化剂的制备，燃料电池ORR氧还原性能能够同商业铂碳相比。

摘要： 本发明公开了一种微球体耦合的三维锥形金属波导结构及其光场模拟耦合方法，三维锥形金属波导结构包括：三维空心锥形金属波导以及介电微球体；其中，所述介电微球体设置在所述三维空心锥形金属波导内，并与所述三维空心锥形金属波导的内壁相切；所述三维空心锥形金属波导的锥角大于满足绝热条件所需的临界锥角。本发明通过提出在大锥角(非绝热条件)、大入射端口的三维空心锥形金属波导内壁嵌入介电微球体来构建光学共振腔，并结合波导结构优化设计，利用高阶传输模耦合共振激发和有效传输压缩GSPs。

摘要： 本发明一种基于磁热耦合永磁耦合器温度场分析方法属于永磁传动技术领域，涉及一种永磁耦合器温度场分析方法。该方法基于永磁耦合器内部磁场‑温度场双场作用特点，首先通过建立导体盘安装盘、导体盘、永磁体盘、永磁体及永磁体安装盘的永磁耦合器电磁场模型，分析得到永磁耦合器各部件磁场分布及涡流损耗，再结合热传导理论，将电磁场分析结果作为热源导入温度场分析，根据温度场分析结果调整永磁体材料参数往复迭代计算，最终得到磁场及温度场分析结果。该方法是一种具有工程实际应用价值的方法，方法简单便于操作，计算精度高。

摘要： 考虑感性耦合和容性耦合的干扰性入射场激励响应的钢轨电位与钢轨电流计算方法，以获得精确的钢轨电位和钢轨电流分布。该方法的特点是，确定钢轨电位和钢轨电流主要来自牵引供电系统注入或流出的回流电流和除钢轨和大地外的其它导体，电流在钢轨‑大地回路产生的干扰性入射场激励响应；结合牵引供电系统各导线的电流分配系数，考虑除接触网外的其他牵引网导线和其他钢轨‑大地回路通过感性耦合在所研究的钢轨‑大地回路形成的干扰性入射场激励响应和牵引网各回路通过容性耦合在钢轨‑大地回路形成的干扰性入射场激励响应；通过列写钢轨电位和钢轨电流的微分方程，得到计及牵引供电系统注入或者流出的回流电流和牵引网导体的干扰性入射场激励响应的钢轨电位和钢轨电流的计算式，进而根据边界条件获得精确的钢轨电位和钢轨电流分布。

摘要： 本发明公开了一种模拟热力耦合下煤体流‑固‑热‑化多场耦合的实验方法，包括如下步骤：煤样制备；装载试件、煤样气体吸附；设定型煤试件的初始围压、初始温度和初始轴向应力，以及温度和轴向应力的加载阈值；注入氧气，型煤试件升温；第一次数据采集；实施温度和应力联合加载；第二次数据采集；建立煤体渗流‑应力‑温度‑化学多场耦合模型，结合数值模拟方法研究揭示热力耦合下煤体的流‑固‑热‑化耦合作用机制。本发明实现了煤层应力加载下的自燃升温规律实验室模拟，可以用于定量研究热力耦合作用下煤体的应力‑应变关系、煤体的渗透性演化以及煤‑氧反应规律，为煤层自然发火地点和时间的预测，以及自燃最佳防控时机的确定提供依据。

摘要： 本发明公开了一种电磁器件分析中电磁‑热‑应力三场耦合的去耦合计算方法。根据电磁波传播原理与阻抗边界条件建立电磁波在金属微波器件内壁的微波电磁损耗模型，通过微波电磁损耗模型将电磁场和力场之间去耦合，平面波入射到金属微波器件时在内部形成电磁场分布会产生热量，先计算获得金属内壁产生的热损耗分布，根据热损耗分布进行求解得到温度场分布，根据温度场分布计算获得热应变分布，获得去耦合计算结果。本发明依据电磁波传播原理将电磁‑热‑应力三场耦合计算简化为电磁‑热，热‑应力两次两场计算，大大降低了计算复杂度，工程分析中适用性强。

摘要： 本实用新型提供一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，用于解决现有技术中温度场、速度场、固体场的“热‑流‑固”强耦合问题，包括：透明实验段，换热系统和水泵，所述透明实验段、所述换热系统和所述水泵通过管道连接形成循环系统，所述透明实验段包括透明流体腔、加热系统和扰流组件，所述透明流体腔内部用于供流体流通，所述加热系统用于对所述透明流体腔内的流体进行加热，所述扰流组件包括刚性件和柔性件，所述柔性件连接在所述刚性件上，所述扰流组件用于增强所述透明流体腔的热对流来实现增强换热，所述换热系统用于对所述透明流体腔的液体进行换热冷却。