活塞激光热负荷数值模拟

建立了活塞激光热负荷数值模拟模型,研究了不同冷却介质对活塞热负荷的影响.结果表明,激光卸载过程活塞顶和通油孔通气冷却,温度波动发生在活塞顶薄层区域,与活塞在实际稳定工况下的温度响应一致;激光卸载过程活塞内腔和通油孔通气或通油孔通水冷却,温度波动区域都不能反应在实际稳定工况下的状态.低周热疲劳采用激光卸载过程配合活塞顶通气、活塞内腔和通油孔通水能缩短试验周期、加速活塞的热疲劳损伤.数值模拟与试验结果基本吻合,验证了模型的有效性

热障涂层皱曲现象的数值模拟研究

对装机使用后的热障涂层叶片进行观察,发现电子束物理气相沉积涂层和等离子喷涂涂层表面均出现皱曲,不同于通常意义上的陶瓷层/粘接层界面皱曲.为了解释这种皱曲伴生的涂层断裂以及与皱曲特征参数的关系,利用ANSYS进行了数值模拟,表明皱曲波长对涂层断裂位置产生影响.短波长时面层凹陷处等效应力更大,属危险点.长波长时面层凸起处应力更大,在面层/底层界面处属危险点.

不锈钢激光搭接焊接头温度场数值模拟及分析

温度场是影响激光焊接焊缝成形质量的关键因素. 针对非熔透型激光搭接焊接头焊缝成"钉头"状的特点,通过分析焊接时材料吸收激光能量的分布情况,提出了高斯面热源加线性递增式柱热源的复合体热源模型. 模型考虑板间接触热阻的影响,并将计算结果和试验结果进行了对比,发现模拟出的焊缝形状和试验吻合较好;此外基于本模型对焊缝各处的热循环与焊缝组织形貌及显微硬度的关系进行了分析. 结果表明,焊缝组织形貌及显微硬度除与加热和冷却速率有关外,峰值温度对其也有重要影响;在热循环基本一致的情况下焊缝的性能相似. 该模型较准确地模拟了薄板激光深熔焊接熔池温度场,对研究激光深熔焊接温度场问题和激光工艺参数的优化选择具有参考价值

等离子体电弧炉内流动与传热数值模拟

本文采用磁流体动力学(MHD)模型对直流等离子体自由燃烧电弧和电弧炉内部的流动与传热进行了数值模拟研究. 通过对基于磁矢量势描述的电磁场方程组和流体力学方程组的耦合迭代计算, 求解得到了流体的温度场和速度场等, 计算结果清晰地反映出等离子体电弧的高温阴极射流现象, 并与同行的实验和数值结果进行了对比. 本模拟方法和结果对于电弧炉的工业应用和优化设计有重要的指导意义.