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等离子弧焊接小孔形状和穿孔过程的数值分析

霍玉双武传松陈茂爱

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00012

根据小孔壁面上的力学平衡条件, 建立了穿孔等离子弧焊(PAW)的小孔模型. 利用该模型, 对6 mm厚不锈钢板PAW准稳态小孔的形成过程进行了数值计算, 得到了不同工艺参数下准稳态小孔的形状和尺寸. 根据达到准稳态时小孔壁面的受力状态, 对PAW过程中小孔从盲孔到穿孔的转变机制进行了探讨, 分析计算了小孔壁面上各区域的作用力大小. 随着焊接电流的升高, 小孔的深度呈现非线性增大; 存在一个小孔在熔池内由盲孔突然转变为穿孔状态的焊接电流临界值; 等离子弧力在小孔底部急剧集中是导致小孔深度突变的主要原因. 通过穿孔PAW焊接工艺实验, 对数值计算结果进行了实验验证.

关键词: 穿孔等离子弧焊接 , keyhole shapeforce–balance equation , numerical analysis , null

熔透情况下三维TIG焊接熔池流场与热场的数值分析

武传松 , 曹振宁 , 吴林

金属学报

建立了熔透情况下三维运动TIG焊接熔池中流体动力学状态及传热过程的数值分析模型。该模型考虑了试件全熔透情况下液态金属熔池表面的变形。采用贴体曲线坐标系处理熔池曲面,利用SIMPLER方法对不锈钢焊接试件熔池中的流场与热场进行了数值分析,并进行了焊接工艺试验对模型加以验证。结果表明,根据该模型得出的计算结果与实验值吻合情况良好。

关键词: TIG熔透熔池 , fluid flow , heat transfer , numerical analysis

导热相复合陶瓷微波烧结传热模式数值分析

郝洪顺 , 徐利华 , 黄勇 , 谢志鹏 , 仉小猛 , 李兴旺

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00864

根据微波加热的特点,采用二维稳态导热数值分析法,建立了导热相复合陶瓷微波烧结的传热模式. 研究了导热相的浓度、导热相弥散分布状况、基质类型以及保温方式对复合陶瓷内部二维稳态温度场分布的影响,并设计了导热相SiC晶须复合TZP陶瓷的微波烧结致密化实验,对建立的复合陶瓷的微波烧结传热模式进行了验证. 结果表明:导热相复合陶瓷设计时宜选取具有高导热系数的基体,保持导热相有较高的浓度,使导热相均匀分布于基体中,且微波烧结传热宜采用合适的保温设施.

关键词: 复合陶瓷 , mircrowave sintering , heat-transfer model , numerical analysis

多孔微热沉大功率LED阵列散热数值分析

王永翔 , 万忠民 , 常华伟 , 万军华 , 黄重庆 , 舒水明

工程热物理学报

对采用多孔微热沉的大功率LED阵列主动散热方案进行散热分析,系统采用一个微泵驱动,依靠封闭多孔微热沉系统实现大功率LED阵列的高效散热.数值分析表明:在没有采用多孔微热沉而仅依靠冷却工质散热的情况下,芯片最高温度为87℃,采用上述冷却方案后,芯片温度大幅度降低,系统散热效果明显改善.并且孔隙率和工质入口流速都对系统换热有很大的影响.研究结果表明多孔微热沉系统可以有效解决大功率LED阵列散热问题,提高LED芯片的寿命和性能.

关键词: 大功率LED阵列 , 多孔微热沉 , 散热 , 数值分析

脉冲管制冷机变截面交变流动特性CFD研究

汤剑波 , 周远 , 顾超 , 王俊杰

工程热物理学报

采用计算流体力学(CFD)方法,对小型脉冲管制冷机进行了二维数值模拟,研究了脉冲管制冷机部件变截面处的结构非对称性对流场的影响.数值模拟结果观测到由非对称结构所引起的非对称流动,揭示了第三直流效应的产生机理,这种非对称流动以周期性演变的涡量环流的形式进行.涡量环流的演变是一个能量的耗散过程,文中还对比了不同输入功率和运行频率对涡量耗散的影响.此外,将数值模拟结果与实验实测结果进行对比,验证了数值模拟的有效性,并从涡量耗散的观点出发对小型脉冲管制冷机输入功率增加到一定程度后制冷温度升高的反常现象进行了解释.

关键词: 脉冲管制冷机 , 数值模拟 , 非对称交变流动 , 涡量环流

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