基于有限体积法的高温超导磁体热扰动下温度场仿真

为了研究局部热扰动下高温超导磁体热输运特性,建立了三维各向异性非稳态热传导模型,并采用有限体积法在时域与三维空间进行离散计算,获得了高温超导磁体瞬态温度响应。仿真结果表明:高温超导磁体由于自身热导与体积热容的存在,具有一定承受热冲击的能力,可根据各向异性高温超导磁体热输运特性提出改善磁体热性能的方法。     

相邻磁化磁体单元磁场等效合并特性分析

为了研究物性相同的相邻磁化磁体进行磁场等效拟合为单磁体的合理性,基于圆环电流理论磁体单元建立了相邻磁化磁体磁场计算模型;通过计算相邻磁体空间球面上的磁场,以等效磁场模量绝对误差最小建立了单磁体物性参数等效拟合反演目标函数,使用遗传模式搜索算法进行了反演参数求解。研究结果表明:拟合单磁体与原相邻磁化磁体单元的磁远场分布一致,磁场等效拟合磁通密度模相对误差随拟合球面半径增大而减小,同一球面上相对误差随外磁场夹角增大而先增大后减小,相对误差与材料磁各向异性及单元绝对边长无关。研究结果论证了磁化磁体单元磁场等效合并的合理性,能够为隐蔽性铁磁体所致磁异常数值模拟单元合并提供理论依据与误差评价准则。     

界面热阻对金刚石/银复合材料导热率的影响

研究了金刚石／银复合材料的导热率与金刚石的含量、粒度等之间的关系,着重讨论了界面热阻对复合材料导热率的影响。并阐述了金刚石表面镀钛,能有效改善金刚石对银的润湿性,降低界面热阻,从而提高金刚石／银复合材料的导热率。     

简谐外磁场环境下海森堡XXZ模型的热力学纠缠

研究了在简谐外磁场环境下的海森堡XXZ模型,并通过计算解出热力学纠缠度。模拟表明,取不同的各向异性参数时,系统的热力学纠缠度对外部磁场和环境温度的变化比较敏感,并随简谐磁场的变化表现出周期性。固定各向异性参数时,热纠缠度随温度的增加呈现衰减趋势;增大各向异性参数时,热纠缠度则很快地趋于零,其对应临界温度也迅速降低。     

PSO算法在舰船磁场磁体模拟中的应用

采用磁体模拟舰船磁场是一种常用且有效的方法,然而,过去磁模拟体位置的确定常依赖于人的经验,局限性较大。文中基于舰船磁场的磁偶极子模型,利用PSO算法对磁体的位置进行了优化。试验结果表明,该方法降低了人为经验对磁体模拟模型稳定性的影响,提高了磁体模拟法的精度。     

硬硅钙石二次粒子增强SiO_2气凝胶等效热导率

首先,采用分形交叉球杆模型描述气凝胶骨架微观结构,并引入分形理论处理二次粒子纤维壁复杂的微观形貌,在综合考虑二次粒子间的接触热阻和辐射传热的影响上,建立了二次粒子增强气凝胶的等效热导率计算模型;然后,实验测定了该材料的热导率,测量值与计算值吻合良好,验证了该模型的正确性;最后,分析了二次粒子密度、粒径、气凝胶密度以及复合密度等对等效热导率的影响。     

基于改进人工蜂群算法的漏磁缺陷轮廓重构

漏磁缺陷重构是指由检测到的漏磁信号重构缺陷轮廓及参数,是实现漏磁反演的关键。将局部最优解和全局最优解引入到人工蜂群算法(Artificial Bee Colony Algorithm,ABC)中,提出了一种基于改进人工蜂群算法的缺陷重构模型。在该模型中,径向基函数神经网络作为前向模型求解漏磁信号,改进人工蜂群算法用于求解反演问题中的优化问题。将改进人工蜂群算法和基本人工蜂群算法作为反演算法进行了比较,实验结果表明,改进人工蜂群反演算法精度较高,速度较快,同时对实测信号具有鲁棒性,是一种有效可行的漏磁反演新方法。     

基于杂草算法的超磁致伸缩作动器耦合模型识别

考虑磁滞损耗、动态应力等因素的超磁致伸缩作动器磁滞模型可有效揭示电-磁-机-热多场耦合效应,但准确识别其非线性模型往往存在较大困难。智能杂草算法具有激烈的竞争机制和较强的搜索能力,可用于解决作动器多目标物理参数辨识问题。传统算法的种子数量以线性方式产生且分布方差与适应度缺乏联系,极大地影响了算法收敛速度和模型识别精度。为此,提出一种非线性繁殖和分布的混合改进杂草算法,并将其应用于超磁致伸缩作动器模型识别。实验表明:改进算法具有较强的噪声抑制能力,能精确辨识含有噪声扰动的作动器磁滞非线性模型物理参数;模型预测值和实验数据误差较小,所识别参数可使磁滞非线性模型较为全面地描述作动器多场耦合机理和动态特性。     

热漏对热机功率效率特性的影响

本文研究热漏对热机最优性能的影响,导出存在热阻和热漏损失的定常态流不可逆热机的功率、效率关系。所得结果不同于仅存在热阻损失时的内可逆热机的功率效率特性,且与实际热机特性相一致。     

成果转化

核工业西南物理研究院磁应用技术及产品 稀土永磁式核磁共振成像磁体系统 开放式磁体,中心场强B_o=0.2特,30厘米球内均匀度±15ppm,40厘米球内均匀度±30ppm,磁场稳定度4ppm/小时。 PSM系列防垢除垢磁水器 广泛用于各种用水系统的防垢除垢,效果显著,无污染,无运行费用。能提高用水设备的工作效率。分工业用途与家庭用途两个系列。 农林业用系列磁水器 应用于园林、苗圃、花卉等的育种浇灌,促进植物的生长发育。应用于蘑菇、木耳等菌类的栽培,增加其产量及缩短成熟期。     

复合材料新的热层合理论及其有限元方法研究

本文基子三维各向异性热传导方程和复合材料的一般层合理论,推导出复合材料层合结构瞬态温度场分析的新的热层合理论,并依据此理论建立了简单、实用的有限元格式。数值算例表明：基于热层合理论的有限元方法有较好的精度,同时又比传统的分析方法更简便、有效。     

基于集总参数法的坦克稳态热分析模型

为了掌握坦克的热状况,发展了一个坦克稳态热分析模型,基于集总参数法将整车划分为若干热单元,考虑了坦克自身产热、传热和外界环境的影响,建立了热平衡方程,构建了由热单元、产热源、导热热阻、对流传热热桥、辐射换热源等组成的热网络。模型计算的温度值与实车测试值对比,误差小于7%。对某型坦克高速度行驶稳态工况进行热分析,得到了坦克整体表面温度分布、高温部位温度及其热量分配状况。     

飞行器层板式前缘热管防热结构等效热分析

针对高超声速飞行器前缘尖锐部件所面临的严重气动热,提出层板式前缘热管防热结构。为避免前缘热管内复杂的两相传热传质计算,对高温热管蒸汽腔的传热进行了等效导热分析,讨论了蒸汽腔的等效导热系数的计算方法,与常规高温热管试验对比验证了计算方法的准确性。对该结构热防护效果的计算表明,当飞行器在34 km高度以7Ma速度飞行时,以IN718为管壁材料、Na为工质的层板式热管对头部半径为15 mm的前缘结构具有良好的热防护效果。     

高超声速飞行器的热电技术热管理系统参数

提出了集成热电发电装置的超燃冲压发动机热管理系统,将热电发电器与发动机壁面结构相结合。集成的热电发电热管理系统可以将传入发动机壁面的热量部分转换为电能,同时减少了冷却用燃料流量,"间接"提高了燃料的吸热能力。燃料在冷却过程中提高了自身温度和焓值,具有一定的做功能力。高温高压的燃料经过涡轮机膨胀做功,输出可以被高超声速飞行器利用的能量。采用热力学的分析方法对集成热电发电热管理系统的相关参数进行研究,结果表明其比传统的再生冷却防热具有极好的潜在优势,提升了燃料的吸热能力,同时对外输出了可用功。     

高超声速气流中头锥逆喷防热流热耦合分析

作为一种主动冷却方式,逆向喷流结构对高超声速飞行器的热防护具有显著效果.为了对头锥逆喷的防热特性进行准确预测,采用流热耦合方法,对6马赫下的头锥逆喷结构的流动和传热进行数值研究.通过数值计算和实验对比,验证了湍流模型和流热耦合算法的准确性,获得了不同逆喷总压比下的流动特性,并且对不同逆喷总压比对流动和传热的影响进行了分...     

采用瞬态球状热斗篷方法的浅层地下目标红外隐身技术

由于浅层地下目标与背景土壤的热物性不同,影响了整个区域表面的温度场分布,容易被敌方探测系统发现并击毁。针对这一问题,考虑太阳辐射、天空辐射以及风速的影响,建立了埋藏地下目标的区域温度分布传热模型,揭示了不同时段埋藏地下目标对区域表面温度场的影响。在变换热力学的基础上,通过坐标变换的方法,推导出球状瞬态热斗篷的导热系数的通解表达式。根据等效介质理论,对设计的热物性参数进行均质化,并通过数值实验方法验证了基于热斗篷地下目标红外隐身技术的可行性。     

纤维增强SiO2气凝胶隔热复合材料的制备及其性能

将无机陶瓷纤维与SiO2溶胶混合,经超临界干燥制备了SiO2气凝胶隔热复合材料。SiO2气凝胶纤细的骨架颗粒减少了固态热传导,纳米级孔减少了气体热传导和对流传热,同时无机陶瓷纤维减少了辐射传热。SiO2气凝胶复合材料具有良好的隔热性能,其200℃和800℃的热导率分别为0.017W/m.K和0.042W/m.K。纤维的加入提供了力学支撑,高温处理增强了气凝胶骨架强度,材料在常温和高温下均具有良好的力学性能,其常温的拉伸、弯曲和抗压强度分别为1.44MPa、1.31MPa和0.98MPa(10%应变),800℃的拉伸、弯曲和抗压强度分别为1.95MPa、1.80MPa和1.42MPa(10%应变)。     

微槽平板热管传热性能的实验研究

系统地研究小充液率条件下重力对微槽平板热管传热性能的影响,分析了工作温度、冷却方式等影响因素.发现重力对热管径向液膜的分布影响比较小,而对轴向的影响比较明显,从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力.进一步证明了深槽平板热管具有良好的传热性能.     

二氧化硅气凝胶隔热复合材料的性能及其瞬态传热模拟

高马赫数、新型航天飞行器承载严重的气动加热环境,其隔热材料的性能与传热计算对飞行器热防护结构的优化和预测具有一定的指导意义.研究了二氧化硅气凝胶隔热复合材料的结构与性能,并进行了瞬态传热模拟.结果表明复合材料热导率仅为0.018W/m·K,瞬态传热模拟结果与考核测试值吻合,为预测和优化隔热材料提供了一定的依据.     

界面改性对SiCp/Cu复合材料导热性能的影响*(复合材料专题)

采用磁控溅射法结合结晶化热处理工艺在碳化硅（Silicon Carbide, SiC）颗粒表面成功制备了金属钼（Molybdenum, Mo）涂层，分析了Mo涂层的成分和形貌；然后采用热压烧结工艺制备了SiCp/Cu复合材料，重点对比分析了Mo界面阻挡层厚度对复合材料导热性能的影响。结果表明：磁控溅射法能够在SiC颗粒表面沉积得到Mo 涂层，随溅射时间的延长Mo涂层的厚度增加、粗糙度增大，且磁控溅射后SiC颗粒表面直接得到的Mo涂层为非晶态，结晶化热处理后，变为致密平整的晶态Mo涂层。磁控溅射时间即Mo涂层厚度对复合材料导热性能影响明显，随磁控溅射时间的增加，复合材料的热导率呈现先增后减趋势，采用磁控溅射9h镀Mo改性并经过800℃结晶化热处理的SiC复合粉体在850℃下热压烧结制备的SiCp/Cu复合材料（VSiC=50%），其热导率达到了最高值274.056W/(m·K)。