瞬态温度场计算

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基于热阻网络法的电机瞬态温度场分析

基于热阻网络法的电机瞬态温度场分析

基于热阻网络法的电机瞬态温度场分析何磊;王心坚;宋国辉【摘要】针对用于电动汽车的驱动电机,要获得较高的功率密度并提升可靠性,必须进行温升分析与控制。

通过有限元仿真可以进行精确计算,但存在计算效率低、实时控制较难实现等缺点。

为快速分析电机温度场分布情况,在满足精度要求的前提下,本文基于热阻网络法,根据电机结构选取了关键部件作为温度节点,建立了8节点热阻网络,分析计算了热容、热阻、热源和边界条件,建立了矩阵数学模型,最终通过编程获得了额定工况下电机温度场的瞬态变化特性。

结合有限元仿真,验证了该结果具备较高的可靠性,并从热阻网络的角度对限制电机温升的方法提出了建议。

%Thermal analysis and control for electric motor is essential when expecting high power density and reliability .Precise computation can be made via FEA analysis , while the method costs a lot of time .In this paper, according to the thermal network method , temperature nodes of some key components were selected to build an 8-node network , containing capacities , resistances , powers and boundary conditions , and a relevant mathematical model was programmed to show transient thermal performance .The result was verified by FEA sim-ulation and some suggestions were provided thereby .【期刊名称】《佳木斯大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P187-190)【关键词】车用电机;热阻网络法;瞬态温度场【作者】何磊;王心坚;宋国辉【作者单位】同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804; 同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804【正文语种】中文【中图分类】U463.330 引言驱动电机作为电动汽车的关键零部件,其发展水平在一定程度上决定了电动汽车的发展水平.电机的发热与冷却,对电机的设计和运行有着重要的影响.因此,开展对车用环境下永磁电机特性的研究具有重要的理论意义和实际价值.目前,电机温度场计算的方法主要有等效热网络法、有限差分法和有限元法[1].有限元法是对有限差分法的继承和超越,精确度高,但过程复杂,仿真时间长;热阻网络法虽然计算过程不及有限元法细致,但也具备一定的准确性,且仿真时间短,具有较高计算效率和实时性.本文将运用热阻网络法,较为准确地计算出电机的温度场分布情况,并与ANSYS 有限元联合仿真结果进行对比、分析.1 电机结构的热阻网路建模关于使用热阻网络法计算电机温度场,近二十年来国内外学者有着诸多研究.比如Aldo Boglietti等就以电机分析为例,很好地整理了近年来国外的热阻网络法的变革[2].一般的,通过热节点表示系统中相对应的零部件或者流体介质的温度,相关节点再根据实际情况以不同方式的热阻相互联系,形成整体热网络系统[3].根据永磁同步电机样机的结构,这里选取关键部件作为温度节点,包括铝质散热水套Tc、定子轭部Tj、定子齿部Tz、铜绕组Tw、永磁体Tm(包括转子铁芯、转轴)、滚动轴承Tb等主要部分,以及Tk冷却水和转子外表面Trs两个辅助建模的节点,总共8个节点.其中,由于电机与水泵、水箱形成冷却环路,在循环过程中,可将冷却水节点上的温度设置为常温.理论上风阻损耗应该加载在转子外表面上,由于定转子之间气隙(air gap)热容值太小,会导致时间常数有异常,所以添加“转子外表面”这一节点.结合各元件间结构关系,热阻网络结构如图1所示.其中,C、P分别表示节点上的热容、热源,R表示节点间热阻.2 参数设置与计算针对图1的热网络结构,结合电机样机结构进一步分析热阻、热容、边界条件等,并计算电机损耗以获取各节点等效热源值.2.1 热容节点热容值表示该节点温度上升或降低单位值所吸收或释放的热量,反映电机温度变化特性的时间常数.热容值的计算需通过查阅各节点的材料热性能参数,并计算相关元件体积.图1 电机热阻网络结构图2.2 热阻2.2.1 各元件传导热阻传导热阻可分为平壁传导和圆筒壁传导两大类,相关计算公式如下[4]:其中,k为导热系数,l为平壁沿热流方向的传热长度,A为平壁导热面积,ro,ri为圆筒壁的外径和内径,L为圆筒壁的轴向长度.对各节点,轴承热阻Rb、轴热阻Rsh、转子外表面热阻Rrotor_surf、转子铁芯及永磁体热阻Rrotor、定子轭部热阻Ryoke和散热水套热阻Rcj属于圆筒壁传导,定子齿横向及纵向的热阻Rthx与Rthy、单根绕组条横向及纵向热阻Rbarx与Rbary属于平壁传导.2.2.2 气隙热阻其中,Aair为转子外表面面积,hair为气隙换热系数,是气隙努塞尔数Nu的函数[4].图2 Fluent仿真计算水套等效散热系数2.2.3 冷却水对流热阻如图2所示,通过FLUENT仿真计算,得到等效散热系数h,则半电机模型的对流换热热阻为A为等效散热面积.图3 电机额定工况下30min内各节点温度变化特性图4 电机额定工况下30min内有限元仿真结果根据上述各单个节点热阻值,图1中各节点间的热阻表达式计算见表1.表1 节点间热阻计算表达式热阻表达式Rj,c ϑRcj+0.5Ryoke/Qt Rb,c (1-ϑ)Rcj+0.25Rb Rz,j (2Rthy+Ryoke)/4Qt Rj,w(Rbary+4Rsloty+Ryoke+4Rcontact)/4Qs(Rthx+Rcontact)/2Qs+[(Rbarx+Rsl otx)//(0.5Rbary+Rsloty)]/Qt Rrs,w0.5(Rair+Rrotor_surf)θ+(0.25Rbary+Rsloty)/Qs Rrs,z0.5(Rair+Rrotor_surf)(1-θ)+0.5Rthy/Qs Rrs,m 0.5Rrotor+0.5Rrotor_surf Rb,m 0.5Rrotor+0.5Rsh+0.25R Rz,w b其中,Rcontact为接触热阻,取经验值与θ为电机结构相关的比例系数;Qs为热阻并联数.2.3 各项损耗数值根据电机设计中的定义[5],各项损耗数值的求取通过MATLAB编程及电磁仿真计算实现.3 瞬态温度计算基本数学公式为其中C为热容矩阵,G为热导(热阻的倒数)矩阵,Q(t)为热源向量,θ(t)为节点温度向量.据此,列出8节点热阻网络的数学模型矩阵如下所示:利用MATLAB编程,计算得电机在额定工况下工作1800s各节点温度变化情况如图3所示.可见,各节点的温度增长率逐渐降低,直至趋于稳定状态.其中节点温度最高的是铜绕组,这是由于绕组铜损耗数值显著高于其他损耗,且绕组与定子之间存在绝缘介质,热阻较高,因此与其他部分的温差较大.其次,转子表面节点的温度也较高,略高于永磁体,因为该节点直接加载了风阻损耗,同时也有转子铁芯产生的涡流损耗和磁滞损耗.4 有限元仿真验证建立电机温度场三维计算模型,并联合ANSOFT电磁损耗仿真,通过ANSYS进行有限元仿真分析,得到额定工况下电机持续工作30min总体的温度分布情况,结果如图4所示.如表2所示,对比两种方法计算结果,可见热阻网络各节点的温度均落在有限元仿真结果的温度范围内.由于网络节点温度为电机相应部件的平均温度,而有限元温度分布梯度也非线性,基本可以认定两者的结果具备一致性.表2 热网络与FEA仿真结果对比(单位:℃)有限元法(极值) 热阻网络法(均值)107转子表面 / 101转轴 [100.21,102.22]转子 [95.14,101.33]98永磁体 [96.93,100.23]定子齿部 [33.92,67.87]63定子轭部 53散热水套 [24.86,34.38]绕组[105.63,112.13]315 总结与分析为了对永磁电机的温度场分布进行研究,本文应用了热阻网络法,根据电机结构选取了关键部件作为温度节点,建立了8节点热阻网络.在此基础上添加并分析计算了热容、热阻、热源和热边界条件,建立了热网络的矩阵数学模型.利用MATLAB 编程计算了额定工况下电机温度场的瞬态变化特性.利用ANSYS进行有限元联合仿真,对比验证了热阻网络法的计算结果,基本保持一致.进一步分析,为限制在车用环境下电机高功率密度带来的更高的温升,从根本上需要降低损耗、提升电机效率,并且提升电机的散热能力.这两点在热阻网络结构中体现为降低各个热源的数值,以及提高水套散热系数(即减小对流热阻).在热网络中,温升最直观的影响因素是各节点之间的热阻数值.为了有效缩减各元件之间的温差,相同的热流数值下必须降低节点间热阻数值.同时,影响材料热阻的要素有很多,比如减小金属与非金属材料之间的接触热阻,而接触间隙又是一个复杂的函数,其变量包括材料硬度、接触面之间的压力、表面光顺度、大气压等.结合实际电机结构,分析这些因素与热阻之间的关系,电机设计者可以得到很多启发,最终实现优化温度场分布、提高电机功率密度的目标.参考文献:[1]凌文星.电机温升分析研究[J].机电技术,2010,3:66-67.[2]Aldo Bogliettiet al.Evolution and Modern Approaches for ThermalAnalysis of Electrical Machines[C].IEEE Transactionson Industrial Electronics,VOL.56,NO.3,MARCH 2009:871-882.[3]黄飞.基于热网络法的行星减速器热分析[D].南京:南京航空航天大学,2011.[4]裴宇龙.基于旋转电磁理论的机电热换能器及其相关参数的研究[D].黑龙江:哈尔滨工业大学,2009.08.[5]陈世坤.电机设计(第二版)[M].北京:机械工业出版社,1990.。

瞬态热温度场分析

瞬态热温度场分析

ANSYS工程应用教程——热与电磁学篇47页-瞬态热温度场分析例1:有一长方形金属板,其几何形状及边界条件如图4—7所示。

其中,板的长度为15cm,宽度为5cm,板的中央为一半径为1cm的同孔。

板的初始温度为500℃,将其突然置于温度为20℃且对流换热系数为100W/m‘℃的流体介质中,试计算:1.第1s及第50s这两个时刻金属板内的温度分布情况。

2.金属板上四个质点的温度值在前50s内的变化情况。

3.整个金属板在前50s内的温度变化过程。

该金属板的基本材质属性如下:密度=5000Kx/m’比热容=200J/Kg K热传导率=5W/m KFinish $/ clear $/title,transient slab problem!进入前处理/prep7Et,1,plane55Mp,dens,1,5000Mp,kxx,1,5Mp,c,1,200Save!创建几何模型Rectng,0,0.15,0,0.05Pcirc,0.01,,0,360Agen,,2,,,0.075,0.025,,,,1Asba,1,2Save!划分网格Esize,0.0025Amesh,3Save!进入加载求解/soluAntype,trans !设定分析类型为瞬态分析Ic,all,temp,500 !为所有节点设置初始温度500度SaveLplotSfl,1,conv,100,, 20 !设定金属板外边界1-4的对流载荷Sfl,2,conv,100,,20Sfl,3,conv,100,,20Sfl,4,conv,100,,20/psf,conv,hcoe,2Time,50 !设定瞬态分析时间/制定载荷步的结束时间Kbc,1 !设定为阶越的载荷(载荷步是恒定的,如是随时间线性变化应用ramped——0)Autots,on !打开自动时间步长(求解过程中自动调整时间步长)Deltim,1,0.1,2.5 !设定时间步长为1(最小0.1最大2.5),载荷子步数nsubstTimint,on !打开时间积分,off为稳态热分析Outres,all,all !输出每个子步的所有结果到*.rth文件中(outpr将输出到*.Out文件中)Solve!进入后处理/post1Set,,,1,,1,, !载荷步m=1,子步,比例因子,0-读实数部分/1读虚数部分,时间点,,Plnsol,temp,,0, !该画面显示了在第1秒钟时金属板的温度分布状况Set,,,1,,50Plnsol,temp,,0 !该画面显示了在第50秒钟时金属板的温度分布状况!/post26Nsol,2,82,temp,,left-up !变量2,节点82(左上点),项目,,名字Plvar,2 !显示变量2!/post1 !查看金属板在前50秒内的温度变化过程Set,lastPlnsol,temp,Animate,10,0.5,,1,0,0,0 !捕捉的张数(默5),时间的推迟(默0.1),动画循环次数,自动缩放比!例(默0),用于动画的结果数据(默认0——目前载荷步),最小数据点,最大数据点Save/eof !退出正在读取的文件瞬态热温度场分析例2:一个半径为10mm,温度为90℃的钢球突然放入盛满了水的、完全绝热的边长为100mm的水箱中,水温度为20℃,如图7—5所示;。

永磁式缓速器转子鼓瞬态温度场的计算方法

永磁式缓速器转子鼓瞬态温度场的计算方法

Ke r s h r oo y;p r a e tma n tr t r e ;r t r h r a f l y wo d :t e m lg e m n n g 6 e a d r o o ;t e m l i d;c m p t t n m e h d e o uai t o o
A m pu a i n M e ho o e m a e d o r a nt Co t to t d f r Th r lFi l f Pe m ne M a n tRe a d r i t m o ie g e t r e n Au o b l
HE Re ,Z n HAO a -h n ,HU n — u W nz o g Qig x n
维普资讯
第2 第 1 8卷 期 2007年 1 月
兵 工 Βιβλιοθήκη 学 报 V0 . 8 12 NO 1 .
ACTA ARM AM ENTAR I I
J n. 2 0 a 07
永磁 式 缓 速 器 转子 鼓 瞬 态 温 度场 的 计算 方 法
Ab tac :A hy ia d lb s d o t e c n tuc n p r tn rncpe o e ma nt ma ne e sr t p sc lmo e a e n h o s r ta d o e a i g p i i l f p r ne g t r — t r e o n lzng t o s a ina y t e a il f r t r e o o n ut mo i s e t bl h d. a d rf r a ay i he n n-t to r h r lfed o ea d r r t r i a o b l wa s a i e m e s

基于分布式光纤测温系统的单芯电缆瞬态温度场数值计算

基于分布式光纤测温系统的单芯电缆瞬态温度场数值计算

利用通 用有 F  ̄ - J L软件 对计 算场域进行 自动划分 , 通过提取得 到的单元 与节点信 息 自主编制 有限元计 算程 序 ,
结合 实时变化 的 负荷数据 及 D T S测量的电缆表 面温度 , 分析 计算 了单芯 电缆的瞬 态温度场 。通过 1 1 0 k V 1 × 6 3 0 m m 交联聚 乙烯 电缆 的试验研 究 , 对 比电缆 导体 温度 的测量值和计算值 , 结果表 明 , 自主编制 的有限元计 算程序 能够 准确地计 算电缆的瞬 态温度场 , 为 电缆安全 高效的运行提供 了有效 的理论依据 。 关键词 : 电力 电缆 ;有限元法 ;瞬态温度 场 ; 载流量 ;光纤温度测量 中图分类号 : T M 2 4 7 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 - 6 9 0 1 ( 2 0 1 3 ) 0 6 - 0 0 0 7 - 0 5
( 西安 交通大学电气工程学 院, 陕西 西安 7 1 0 0 4 9 )
摘要 : 为 了保证 地下 电缆 的可靠运行 , 电力部 门的常规做 法是在 电缆表 面安装分布式光纤温度传感 器( D T S ) ,
对 电缆 的热状 态进行 直接 监测。 由于电缆 的载流 量取 决于导体 的持 续运行 最 高温度 , 因此基 于传热 学原 理 ,
s t a l l a d v a n c e d d i s t i r b u t e d t e m p e r a t u r e s e n s i n g( D T S )s y s t e m s o n c a b l e s u r f a c e t o d i r e c t l y mo n i t o r t h e i r t h e r ma l c o n d i -

瞬态导热原理的应用

瞬态导热原理的应用

瞬态导热原理的应用1. 瞬态导热原理简介瞬态导热原理是指在非稳态条件下,研究物体内部温度分布和传热过程的原理。

在实际工程中,瞬态导热原理被广泛应用于热传导问题的分析和解决。

2. 瞬态导热原理的基础理论瞬态导热原理的基础理论是热传导方程,也称为瞬态热传导方程。

热传导方程描述了物体内部温度随时间和空间的变化关系。

瞬态热传导方程可以写成如下形式:∂T/∂t = α ∇^2T其中,T表示物体内部的温度分布,t表示时间,α是热扩散系数,∇^2表示温度对空间的二阶梯度。

根据瞬态热传导方程,可以求解物体内部温度随时间和空间的变化规律。

3. 瞬态导热原理在材料热传导性能测试中的应用瞬态导热原理在材料热传导性能测试中发挥着重要作用。

通过在材料表面施加短脉冲热源,然后测量材料表面温度的变化,可以得到材料的热传导系数。

具体的测试方法包括瞬态热导率测试和瞬态热扩散系数测试。

3.1 瞬态热导率测试瞬态热导率测试是通过施加一个短暂的热源,在材料表面产生热浪,并通过测量材料表面温度的变化来获得材料的瞬态热导率。

这种方法可用于测量各种材料的热导率,如金属、陶瓷、塑料等。

3.2 瞬态热扩散系数测试瞬态热扩散系数测试是通过施加脉冲热源,在材料表面产生瞬态温度梯度,并通过测量材料表面温度的变化来获得材料的瞬态热扩散系数。

这种方法可用于测量各种材料的热扩散系数,如混凝土、土壤、建筑材料等。

4. 瞬态导热原理在瞬态温度场分析中的应用瞬态导热原理在瞬态温度场分析中被广泛应用。

瞬态温度场分析是指分析物体在非稳态条件下,温度随时间和空间的变化规律。

4.1 过程加热条件下的瞬态温度场分析过程加热条件下的瞬态温度场分析是指在加热过程中,分析物体内部温度的分布和变化规律。

通过瞬态温度场分析,可以优化加热过程参数,提高加热效果。

4.2 瞬态冷却条件下的温度场分析瞬态冷却条件下的温度场分析是指在冷却过程中,分析物体内部温度的分布和变化规律。

通过瞬态温度场分析,可以评估冷却过程的效果,提高冷却速度。

电动自行车用无刷直流电动机定子瞬态温度场分析与计算

电动自行车用无刷直流电动机定子瞬态温度场分析与计算
Pe m a e ag tBr s e s DC o o o e t i c l r n ntM ne u hls M t r f r El c rc Biyce
GE Yiz o —h u, W ANG h - u S uo g i
( e at n f rcs nMahn r adPei o nt mett n D p r t ei o c iey n rc i Is u nai , me o P i sn r o U iesyo S i c n eh o g f hn ,He i 3 0 7,C ia nvri f ce ea dT c n l yo ia t n o C f 02 e2 hn )
Absr c : Th s ft mp r t r s a k y fc o o t e o ma c fp r ne tma n tb us e s DC ta t e r e o e e a u e i e a tr t he p r r n e o e ma n g e r hls i f moo . Th spa s g o k a lcrc biy l e ma e tma n tb u h e s DC moo s a x mp e, r — tr i s a e to n e e ti c ce p r n n g e r s ls tr a n e a l e
s a c e h l frp st n d t cin d v c u e e a s fh e e au e I c o d n e wi e r h d t e Hal o o i o ee t e i e b r d b c u e o i h tmp r t r . n a c r a c t i o n g h
葛 宜舟 ,王硕桂

汽轮机高压缸三维瞬态温度场计算与实验

汽轮机高压缸三维瞬态温度场计算与实验

文章编号:1001—2060(1999)02—0140—03汽轮机高压缸三维瞬态温度场计算与实验(哈尔滨七○三研究所) 刘殊一(大庆石油管理局技校) 梁 军(哈尔滨工程大学) 高璞珍[摘要] 汽轮机在快速冷态启动时,高压缸的热应力相当大,缸体易出现裂纹,文中根据某高压缸实型建立了高压缸三维温度场、热应力场的数学物理模型,确定了合理的边界条件。

利用有限元程序进行了三维瞬态温度场、热应力场计算,找出了在冷态紧急启动时,产生最大热应力的时间和部位,将计算结果与试验结果相比较,两者吻合得很好。

关键词 汽轮机 高压缸 瞬态温度场中图分类号 T P12621 前言 汽轮机机组的启动时间过长会造成严重的能源浪费,尤其是电站调峰机组,由于单机容量日趋增大和昼夜电负荷变化造成的频繁启动,有必要缩短机组启动时间,对机组进行快速冷态启动。

然而冷态快速启动会引起较大的温度梯度,随之产生较大的热应力和热变形,危及机组安全运行。

我国运行的高温高压机组中,有不少高压缸调节级处出现了裂纹,这基本上是由于启动和变工况运行时调节级区域温度变化剧烈,引起过大的交变热应力所致。

因而近年来人们展开了汽轮机温度场研究,以寻求最佳的结构和最佳的启动方式。

由于汽缸结构复杂、体积较大,对高压缸的瞬态温度场和热应力场都是采用实验手段测试的。

而测点的布置又是凭经验,所以测试的温度值和热应力值不一定是最大值。

目前由于有限元程序的开发和利用,对于汽缸瞬态温度场和热应力场的计算研究已成为可能。

本文针对25M W工业汽轮机高压缸进行了三维瞬态温度场计算。

在计算之前进行试验测试,在汽缸不同位置上分别布置了10多个测点。

在冷态快速启动时每隔三分钟记录一次温度值,测定使用电子电位差计。

本文采用汽缸温度场、应力场实验测试与理论计算相结合,确定汽缸上的应力水平,对保证汽缸结构设计和运行方式的合理性是有一定的实用价值的。

2 理论模型本文根据高压缸的具体情况做了以下假设:(1)高压缸是以子午面为对称的结构;(2)材料各向同性,材料的物性是温度的函数;(3)不考虑辐射换热的影响;(4)无内热源;(5)缸体外壁绝热,内壁按第三类边界条件给定;物体导热微分方程式的普遍形式为99t(ρCpT)=div(K・grad T)+q v(1)式中:T为温度,℃;t为时间,s;K为导热系数,WΠ(m2・℃);ρ为物体密度,kgΠm3;Cp为定压比热,kJΠ(kg・℃);qv为热源强度,WΠm3。

油冷式永磁同步电机的瞬态温度场分析

油冷式永磁同步电机的瞬态温度场分析

油冷式永磁同步电机的瞬态温度场分析崔可,龚天明,胡贵,周茜茜,王韬(中车株洲电机有限公司,湖南株洲412000)摘要:建立了电动汽车用油冷式永磁同步电机瞬态温度场三维仿真计算模型,分析计算了各部分损耗的分布及大小,并对该电机在额定功率65kW时的温升情况进行了实验测试和仿真计算,结果表明计算结果与实验结果吻合较好,该方法可用于该类型电机后续设计过程中温度预测。

1引言永磁同步电机由于结构紧凑、效率高、功率密度大,被广泛应用于电动汽车以及油电混合汽车领域。

一般而言,较高的电机温升容易导致电机绕组绝缘老化、永磁体失磁等问题,这些都将影响电机的使用寿命及稳定性。

目前,车用永磁电机的冷却方式主要可分冷、冷油冷,同冷却方式行了一定研究。

其中,哈尔理工大的[1]于有限的方理,一台50kW的永磁同步电机电的温度及体行了,行了。

大的Daesuk Joo倒等分一7.5kW、定3000r/min的用电动汽车永磁同步电机温度分,电机机行冷却。

于冷而言,冷用于电机功率密度大的合。

冈等用有限的方冷永磁同步电机的行分,冷却的温度分行了研究。

Shahrood〔4/科技大学学者Ahmad Durabi等人通一用电机行研究,电机为磁永磁同步电机,体冷却,用冷方式电机的效。

油冷电机目前应用较广,主要为油的介电高,绝缘性较,效率。

,电动汽车及中,油冷电机护机器的发展应用,市不可或缺的主体之一。

雅典立大的Laskaris K.I.等冋以一间接油冷永磁牵引电机为研究对象,电机额定功率100kW,定转速4000r/min o电机'油结构,当冷却油作者简介:崔可(1987-),男,湖南湘潭人,工程师。

,带走电机内部产生的热量,25!的冷却油可散掉5kW量,冷却效。

杜爱民等问用电磁-温度耦合的有限元分析方,一定功率32kW:定4500r/min的油冷永磁同步电机行了定工况下温度场仿真分,结果进行了比。

本文已有的研究础上,采用体值仿真的方,一定功率65kW、定5200r/ min的油冷式车用永磁同步电机瞬态温升行了数值及测量,将结测量结果进行了对比分,以验证仿真计算方法的可靠性。

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瞬态温度场是指物质系统内各个点上随时间变化的温度分布。

它涉及到在空间和时间的特定点的温度值的集合。

在数学上,这种变化通常被描述为时间与空间位置的函数。

对于瞬态温度场的计算,首要步骤是进行有限元离散化。

有限元的离散化程度会直接影响计算精度和计算效率。

当网格加密到一定程度后,计算精度的提高就不再明显,对于应力应变变化平缓的区域,没有必要细分网格。

瞬态温度场的计算通常涉及三维非稳态(瞬态)导热的情况,其中导热过程随时间变化。

这种计算需要使用能够处理时间依赖性的热传导方程。

在瞬态温度场分析中,常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。

这些方法能够将复杂的物理问题转化为数学问题,从而方便求解。

具体计算的步骤和方法取决于所研究问题的具体条件和要求,例如边界条件、初始条件、材料的热物理性质等。

在实际计算中,通常需要使用数值计算软件如ANSYS、SolidWorks、COMSOL Multiphysics等来进行瞬态温度场的模拟和计算。

这些软件基于有限元分析方法,能够处理复杂的几何形状和边界条件,并能够模拟温度随时间的变化情况。

以上内容仅供参考,如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业工程师。

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