温度场论文
飞行器温度场模拟与分析研究
飞行器温度场模拟与分析研究随着空中交通越来越发达，飞行器的环境温度成为了设计和运行过程中需要考虑的重要因素。
温度场模拟与分析是飞行器设计和研发中不可缺少的环节。
本文将介绍飞行器温度场模拟与分析的基础知识以及其在飞行器设计和研发中的应用。
一、温度场模拟对于复杂的飞行器结构和复杂的外部环境，温度场模拟是一种有效的方法。
温度场模拟通常使用计算流体力学（CFD）模拟软件来模拟飞行器的温度场分布。
CFD模拟软件通过计算属性（如温度，压力和速度）在空间和时间上的变化来模拟飞行器内部和外部的复杂流体动力学。
在进行温度场模拟之前，需要进行仿真初步设计，选择适当的边界条件并确定计算流体力学网格。
接下来，需要选择适当的物理模型和数值算法来计算模拟。
最后，需要通过验证和验证来评估模拟结果的准确性。
温度场模拟技术可以帮助工程师和科学家了解飞行器在不同环境下的复杂温度场。
二、温度场分析温度场分析是常见的另一种方法，它依赖于实验数据来验证和验证温度模型的准确性。
实验方法包括使用热像仪拍摄温度分布、在飞行器表面安装温度传感器以测量表面温度、以及在飞行器内部或外部放置热源以测量温度。
温度场分析需要尽可能准确的实验数据来建立真实的温度场分布模型。
它可以用于检验温度场模拟的准确性，并为改进模拟提供数据。
温度场分析还可以用于对现有飞行器的温度场进行评估以确定其在特定环境下的有效性。
温度场模拟和分析应该在飞行器设计和制造的各个阶段中进行以确保最佳的设计和保证飞行安全。
三、温度场模拟与分析在飞行器研发中的应用1. 热防护：飞行器的热防护是确保飞行器在热环境下安全运行的重要因素。
温度场模拟和分析可以帮助确定热防护系统的位置和强度，以确保飞行器在高温环境下仍然能够正常工作。
2. 冷却系统：飞行器的各个部分可能需要不同的冷却系统来保持温度。
温度场模拟和分析可以帮助确定发动机、电子设备和其他部件的理想冷却方案。
3. 材料选择：温度场模拟和分析可以评估材料的热性能，并根据所需的热防护和冷却系统要求选择合适的材料。
超长混凝土结构温度场温度应力进展论文
超长混凝土结构温度场与温度应力研究进展探讨摘要：由于混凝土结构的热传导性能差，其内外表面不断以辐射、对流和传导等方式与周围空气介质进行的热交换等作用，将使表面温度迅速上升（降低），但结构的内部温度仍处于原来状态，在混凝土结构中形成较大的温度梯度，混凝土结构的各部分处于不同温度状态。
由此产生的温度变形，当被结构的内外约束阻碍时，会产生相当大的温差应力。
关键词：超长混凝土结构；温度应力；温度场；温差荷载；混凝土开裂；耐久性；配筋量1引言目前，在一般的超长建筑结构设计的过程中，往往忽略由太阳日辐射产生的温度荷载。
这对于混凝土表层有贴面，并不直接暴露于太阳直射下的结构来说是可以接受的，但对于混凝土外没有保护贴面的，特别是些体积比较庞大的超长结构来说，是远远不够的。
许多工程结构在施工与使用中发生严重的裂损现象表明，还存在引起结构物裂损的温差荷载。
2超长混凝土结构温度场研究进展温度应力是超长框架结构设计需要考虑的重要因素，而建筑物温度场的合理选择和建立是后续温度应力分析的基础，是决定温度应力结果合理与否的关键，因此在建筑材料导热的基础上对整个结构温度场的计算分析是必要的。
在大体积超长混凝土结构中，温度场的发展过程可以分为三个阶段：①早期温度场，自浇筑混凝土开始，至水泥放热作用基本结束时止，一般约一个月左右。
此阶段特点：因水泥水化热作用而放出大量水化热，引起温度场的急剧变化；②中期温度场，自水泥放热作用基本结束时至混凝土冷却到最终稳定温度时止。
这时的温度场是由于混凝土冷却及外界温度变化所引起的；③晚期温度场，混凝土完全冷却以后的运行期，温度应力主要是由外界气温和水温的变化所引起的，故又称为运行期温度场。
一般认为，结构在运行期间的温度荷载有以下3类：①季节温差指结构闭合阶段的施工期温度与使用阶段温度之差，也称结构中面温差，由极缓慢的气温变化所致；②骤降温差主要是强冷空气的侵袭作用和日落后夜间形成的内高外低温差；③日照温差指同一天太阳照射在结构的不同部位引起的温差。
铸件凝固过程温度场分析计算毕业论文.doc
铸件凝固过程温度场分析计算毕业论文毕业设计铸件凝固过程温度场分析计算毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
焊接温度场和应力场的数值模拟
本文由老高咯贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。
建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
沈阳工业大学硕士学位论文焊接温度场和应力场的数值模拟姓名：王长利申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：董晓强 20050310沈阳工业大学硕士学位论文摘要焊接是一个涉及电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程。
焊接现象包括焊接时的电磁、传热过程、金属的熔化和凝固、冷却时的相变、焊接应力和变形等。
一旦能够实现对各种焊接现象的计算机模拟，我们就可以通过计算机系统来确定焊接各种结构和材料的最佳设计、最佳工艺方法和焊接参数。
本文在总结前人的工作基础上系统地论述了焊接过程的有限元分析理论，并结合数值计算的方法，对焊接过程产生的温度场、应力场进行了实时动态模拟研究，提出了基于ＡＮＳＹＳ软件为平台的焊接温度场和应力场的模拟分析方法，并针对平板堆焊问题进行了实例计算，而且计算结果与传统结果和理论值相吻合。
本文研究的主要内容包括：在计算过程中材料性能随温度变化而变化，属于材料非线性问题；选用高斯函数分布的热源模型，利用函数功能实现热源的移动。
建立了焊接瞬态温度分布数学模型，解决了焊接热源移动的数学模拟问题；通过改变单元属性的方法，解决材料的熔化、凝固问题；对焊缝金属的熔化和凝固进行了有效模拟，解决了进行热应力计算收敛困难或不收敛的问题；对焊接过程产生的应力进行了实时动态模拟，利用本文模拟分析方法，可以对焊接过程的热应力及残余应力进行预测。
本文建立了可行的三维焊接温度场、应力场的动态模拟分析方法，为优化焊接结构工艺和焊接规范参数，提供了理论依据和指导。
关键词：焊接，数值模拟，有限元，温度场，应力场沈阳工业大学硕士学位论文ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｗｅｌｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａｎｄｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄＡｂｓｔｒａｃｔＷｅｌｄｉｎｇｉｓａｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａ／ｐｒｏｃｅｓｓｗｌｆｉｅｈｉｎｖｏｌｖｅｓｉｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍ，Ｍａｔｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ，ｍｅｔａｌｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｆｒｅｅｚｉｎｇ，ｐｈａｓｅ?ｃｈａｎｇｅｗｅｌｄｉｎｇＳＯｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｏｎ，Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｅｔｈｉｇｈｑｕａｆｉｔｙｗｅｌｄｉｎｇｓｔｍｃｔｔｌｒｅ，ｔｈｅｓｅｆａｃｔｏｒｓｈａｖｅｔｏｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ．Ｉｆｃａｎｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｔｈｅｂｅｓｔｄｅｓｉｇｎ，ｐｍｃｅｄｕｒｅｍｅｔｈｏｄａｎｄｏｐｔｉｍｕｍｗｅｌｄｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．ＢａｓｅｄＯｉｌｓｕｍｍｉｎｇｕｐｏｔｈｅｒ’Ｓｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｅｍｐｌｏｙｉｎｇｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｙｓｔｅｍｉｃａｌｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌ删ｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂｙｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅ３Ｄｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｗｅｌｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａｎｄｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｎｕｓｅｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｂｏａｒｄｓｕｒｆａｃｉｎｇｂｙＦＥＭｓｏｆｔＡＮＳＹＳ．Ａｔｔｈｅｔｈｅｏｒｙｒｅｓｕｌｔ．ｓａｍｅｔｉｍｅ．ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔａｃｃｏｒｄｓｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔａｎｄＴｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｈｅｐａｐｅｒａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｎｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓａｍａｔｅｒｉａｌｎｏｎｌｉｎｅａｒｐｒｏｃｅｄｕｒｅｔｈａｔｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｃｈａｎｇｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＧａｕｓｓａｓｗｉｔｈｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｃｈｏｏｓｅｈｅａｔｓｏｕｒｃｅｍｏｄｅｌ．ｕｓｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｃｏｍｍａｎｄｔｏａｐｐｌｙｌｏａｄｏｆｍｏｖｉｎｇｈｅａｔＳ０１２Ｉｅ－２．ＡｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｒａｎｓｉｅｎｔｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｗｅｌｄｉｎｇｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｍｏｖｉｎｇｏｆｔｈｅｈｅａｔｓｏＢｒｃｅ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｅｓｈｓｉｚｅ，ｗｅｌｄｉｎｇｓｐｅｅｄ，ｗｅｌｄｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｒａｄｉｕｓｅｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａ比ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｆｕｓｉｏｎａｎｄｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｈａｓｂｅｅｎｓｏｌｖｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｏｒｔｈｅｕｎ—ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｌＴｅｓｓｉｓｓｏｌｖｅｄ；ｔｈｒｏｕｇｈｒｅａｌ－ｔｉｍｅｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｒｅｓｓｐｒｏｄｕｃｅｄｉｎｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌＳｌｌ℃ＳＳｉｎｗｅｌｄｉｎｇｃａｎｂｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｆｅａｓｉｂｌｅｓｌＩｅｓｓｄｙｎ黜ｆｉｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｎ３Ｄｗｅｌｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ，ｏｎｆｉｅｌｄｈａｄｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｒｙｆｏｕｎｄａｔｉｏｎａｎｄｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ＫＥＹＷＯＲＤ：Ｗｅｌｄｉｎｇ，ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ，Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ，Ｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄ．２．独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
冷库内流场和温度场的模拟与验证毕业论文答辩
冷库尺寸
冷库的高度、宽度和长度对流场和温度场产生影响。较大 的冷库尺寸可能导致流场和温度场分布更加复杂，需要更 精细的模拟和分析。
热负荷
货物的热负荷是影响温度场分布的重要因素。热负荷较大 的货物会导致周围温度升高，需要增加冷量供应以维持温 度稳定。
04 实验设计与实施过程
实验装置搭建及参数设置
冷库模型设计
根据实际冷库尺寸和结构，建 立比例模型，确保模拟实验的
准确性。
流场模拟装置
采用计算流体力学（CFD）技术， 构建冷库内流场模拟装置，包括风 机、风道、传感器等。
温度场模拟装置
在冷库模型中布置温度传感器 网络，实时监测和记录温度数 据。
参数设置
根据实际运行工况，设置冷库 内温度、湿度、风速等关键参
数，以模拟真实环境。
创新点及贡献说明
01
创新点
02
首次将CFD技术应用于冷库内流场和温度场的模拟，实现 了对冷库内部环境的精细化描述。
03
通过实验验证，证明了数学模型的有效性和准确性，为冷 库性能优化提供了可靠的理论依据。
04
贡献
05
本研究为冷库的节能设计和运行管理提供了新的思路和方 法，有助于提高冷库的能源利用效率和经济效益。
模拟结果中的温度波动情况与实验结果基本 相符，表明模型能够较好地模拟冷库内的温 度波动现象。
误差来源分析及改进措施
模型误差
由于模型简化和假设条件引入的误差，可以通过改进模型、 增加细节描述等方式来减小误差。
01
边界条件误差
边界条件的设置对模拟结果具有重要影 响，应更加准确地设定边温度场进行建模和模拟，结合实验验证模拟结果的准确性和 可靠性。具体步骤包括建立物理模型、选择合适的数学模型、设置边界条件和初始条件、 进行网格划分和求解计算等。
《2024年基于红外热成像的温度场测量关键技术研究》范文
《基于红外热成像的温度场测量关键技术研究》篇一一、引言随着科技的进步，红外热成像技术已广泛应用于各个领域，包括军事侦察、环境监测、医疗诊断以及工业生产中的温度场测量等。
温度场测量作为红外热成像技术的重要应用之一，其实时、非接触的测量特点，使得其成为研究物体表面温度分布的重要手段。
本文将重点研究基于红外热成像的温度场测量关键技术，分析其原理、方法及实际应用。
二、红外热成像技术原理红外热成像技术是通过接收物体发出的红外辐射，将其转换为可见图像的技术。
物体的红外辐射与其表面温度密切相关，因此，通过红外热成像技术可以获取物体表面的温度分布信息。
红外热成像系统主要由光学系统、红外探测器、信号处理及显示系统等部分组成。
三、温度场测量的关键技术1. 红外探测器技术：红外探测器是红外热成像技术的核心部件，其性能直接影响到温度场测量的精度和分辨率。
目前，常用的红外探测器包括红外焦平面阵列探测器和非制冷红外探测器等。
其中，非制冷红外探测器具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，是温度场测量的重要研究方向。
2. 图像处理技术：图像处理技术是提高温度场测量精度的关键。
通过对红外热图像进行滤波、增强、分割等处理，可以提取出有用的温度信息。
其中，图像分割技术是温度场测量的重要环节，其算法的优劣直接影响到温度测量的准确性。
3. 校正与标定技术：为了消除系统误差和外界干扰，需要对红外热成像系统进行校正与标定。
校正主要包括光学系统畸变校正、探测器响应不均匀性校正等；标定则是为了建立红外图像与实际温度之间的对应关系，常用的标定方法包括黑体标定法和比色法等。
四、实际应用1. 工业生产：在工业生产中，温度场测量对于监控生产过程、提高产品质量具有重要意义。
通过红外热成像技术，可以实时监测设备表面的温度分布，及时发现异常情况，为生产过程的优化提供依据。
2. 医疗诊断：在医疗领域，红外热成像技术可用于诊断皮肤病、烧伤、炎症等疾病。
通过测量患者皮肤表面的温度分布，可以辅助医生进行诊断和治疗。
探究温度场对棒材轧制质量的影响
239信息技术与机电化工钢铁工业生产受温度的影响较大，同时，温度对于钢铁工业生产过程中的能耗温度也会造成产生直接影响。
钢铁工业生产期间，要掌握不同工温度场对工件具体加工造成的影响，从而依据掌握的内容，对工件的生产工艺进行改善，从而使工件的最终质量能够得到进一步提升，满足应用需求，并且在该期间可以有效减少能源消耗量，能够提高工业生中的经济效益。
1.温度场温度场就是物质系统内各个点上的温度的集合，其反映了温度在时间和空间上的具体分布。
依据温度场是否稳定可以将温度场分为以下两种：（1）稳态温度场。
该温度场不会随着时间的变化而发生改变。
（2）非稳态温度场。
在对该温度场进行分析时，必须指明发生在哪一段时间才具有意义。
而依据坐标概述的不同，可以将温度场分为一维、二维、三维等不同类型。
温度场对于棒材轧制的质量会产生直接影响，而由于温度场本身就十分复杂，因此，这一影响分析起来难度也较大，因此，在日后分析过程中，必要做好相应的分析工作，进而确保最终分析结果的合理性，确保棒材轧制作业的顺利进行。
2.棒材轧制受温度场影响的实验分析2.1实验分析实验期间采用的为含有C、Cr、Mo、P、S、Si、Mn 等多种化学元素的合金棒材。
对棒材进行轧制时看，采取的轧制方式为对阵轧制，具研究时，选择1/4棒材作为对象；在实际问题分析期间，针对棒材内部空隙缺陷利用相对密度表示，为了方便日后各项作业的顺利开展，可以将棒材分为两层，其中后为2mm×95mm 的表面的相对密度为0.989mm；心部后为98mm，其相对密度为0.84。
2.2确定模型边界条件在试验分析过程中，选择的分析对象为棒材的1/4，因此，具体研究过程中对最终对象如下：（1）两个对称面。
（2）两个自由面。
（3）棒材同扎辊的具体接触面。
3. 实验结果分析棒材的原始温度为1090℃，对棒材的表面温度进行合理控制，将棒材表面的具体温度控制在1040℃、1000℃、948℃。
温度场声学测量方法与技术的文献综述 16页
温度场声学测量方法与技术文献综述一、温度测量的意义及现状人类自诞生之日起就不得不与“冷、热”打交道，并在长期的生产实践过程中，逐步建立起了“温度”的概念.为了保障生产、适应生存和不断提高生活质量，人类对“温度”的实质和定量测量的研究从未间断过。
经过克劳修斯和开尔文等一大批科学家的努力,该问题在一定时期得到了较好的解决，并被全世界所公认。
然而，随着人类的发展和社会的飞速进步，人们发现，不仅“温度”与我们的关系越来越密切，而且关于“温度的实质和定量测量”等问题远没有得到最终解决。
为此，全世界无数的科学家都在此研究领域进行着不懈的努力，从而使得此方向一直是世界前沿研究领域之一,新的测试原理、方法和仪器层出不穷.各种测温方法都是基于物体的某些物理化学性质与温度之间具有的一定的关系,例如物体的几何尺寸、颜色、电导率、热电势和辐射强度等都与物体的温度有关。
当温度不同时，以上这些参数中的一个或几个随之发生变化,测出这些参数的变化，就可间接地知道被测物体的温度[1—2]。
一般来说，温度测量方法分为接触测量法和非接触测量法两大类。
用接触式方法测温时，感温元件需要与被测介质直接接触，液体膨胀式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计等均属于此类。
当用光学高温计、辐射高温汁、红外测温仪探测器测温时，感温元件不必与被测介质相接触，故称为非接触式测温方法［3—7］.接触式测温简单、可靠、测量精度高，但由于达到热平衡需要一定时间，因而会产生测温的滞后现象。
此外，感温元件往往会破坏被测对象的温度场,并有可能受到被测介质的腐蚀［8]。
与接触式温度测量技术相比，现代测温技术多为非接触式，对传感器耐热性能无特殊要求，避免了传感器和被测目标的相互干扰，测温范围大，无热惯性，响应速度较快，可以测量微小目标的温度，满足众多场合对温度测量范围和精度的要求［9-14]。
接触法与非接触法测温特性详见表1，常用温度计的种类及特性详见表2。
表1 接触法与非接触法测温特性表2 常用温度计的种类及特性二、温度场测量的意义及现状“温度”不仅是一个统计平均的物理量,而且更具有“三维”的含义，也就是说,在三维空间中无处不存在“温度”的量值，实际上是一个“温度场”的概念。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于Ansys的投影仪吊箱温度场分析（中北大学信息与通信工程学院山西太原030051）摘要：在合理的假设条件下, 建立投影仪吊箱温度场的数学模型, 利用有限元分析软件Ansys 计算了在投影仪工作时的吊箱的温度场, 得到了箱体内温度分布规律及变化趋势。
温度场与流场的优化是投影仪吊箱设计中的重要问题,但优化研究既不能仅仅依靠简单的数理方程,也不能完全依赖于实验,因为通过实验测量时需要布置很多实验仪器,这样会破坏流场和温度场的分布。
因此,本文结合采用数值模拟的方法研究投影仪吊箱内温度场分布进而优化设计箱体散热系统，达到提高投影仪稳定性及延长使用寿命的目的。
关键词：投影仪吊箱温度场数值模拟散热系统1 引言：目前，多媒体教学已经在全国各高校中普及，投影仪和计算机作为主要的多媒体教学设备，正发挥着越来越重要的作用。
通常情况下，为了节省空间，投影仪一般通过悬挂设备悬挂于屋顶，而较多情况下为了防盗和防尘会将投影仪放入较为密闭的吊箱内。
但是，投影仪位于高处，长期处于高温气流环境中工作，易出现死机等现象，投影仪工作的稳定性较差，减少了投影仪的使用寿命。
因此在吊箱内安装散热系统就十分必要，但散热系统的安装位置及工作方式的合理设定直接影响到散热效率，如果散热系统不能快速将投影仪周围的热量及时排走的话就会使散热系统失去意义。
而且还浪费了大量的电能。
因此分析吊箱内温度场进而优化箱体散热系统就十分必要了。
2研究方法本论文主要通过数值模拟,同时辅以实验的方法，以某型号投影仪吊箱为研究对象，分别研究其处于稳态和非稳态时的温度场进行数值模拟分析,为投影仪吊箱散热系统的设计提供理论依据。
研究内容如下：(1)建立该投影仪吊箱的物理模型模型,通过测试实验分析该模型的可行性。
(2)在稳态、内部投影不工作的情况下,应用Ansys软件对其内部温度场进行模拟研究，确定外部环境对箱体内温度场的影响，并且可以确定散热模块最佳的安装位置。
(3)尝试在非稳态、内部投影仪正常工作的条件下,应用Ansys软件对其内部温度场进行模拟研究，确定非稳态下箱体内温度场的分布，继而将两种计算结果进行比较以进一步确定散热系统最佳设计方案(5)通过对数值计算结果的对比分析,对投影仪吊箱物理模型进行优化。
3模型分析3.1物理模型本文针对某型号投影仪吊箱进行分析，如图1所示，该箱体是由顶盖、底板、前门、后门和两块侧板组成，其材料为1mm厚的铁皮，在箱体的两块侧板上装有带防尘网的散热孔，在顶盖上固定安装孔，箱体前面有圆形投影仪镜头孔，直径80mm。
投影仪安装位置如图，以O 为坐标原点，X,Y,Z轴如图所示，投影仪中心位置坐标为（170,210,140），投影仪内装有散热风扇，不断地把投影仪产生的热量排到外部环境中，其散热出风口位于X=340的平面上，风向沿X方向。
图1 箱体物理结构3.2箱体结构分析的基本假设（1）由于箱体为对称结构且投影仪安装在箱体中央因此整个结构具有轴对称或近似轴对称结构，边界条件也是轴对称，所以温度场分布也是轴对称的（2）忽略箱体向外的辐射导热。
（3）投影仪工作时，由于投影仪在不断地向箱体内排放热量，其箱内温度随时间而不断变化，既温度场是非稳态的。
投影仪不工作时，属于稳态过程4ANSYS模拟过程4.1温度场的定义材料在每一个点的温度采集系统被称为温度场。
这是一个时间和空间坐标的函数。
温度,通常是空间坐标(x,y,z)和时间变量的函数,即T =(x,y,z,T)。
这是一个三维非稳定温度场(),导热温度场的三维非稳态导热。
不随着时间的推移被称为稳定的温度场,温度场的T=(x,y,z),此时的三维稳定导热。
一维和二维温度场,可以分别表示为稳定状态,当T = f(x)和T = f(x,y),不稳定状态。
4.2 运用ANSYS 进行热分析的一般步骤运用ANSYS对投影仪吊箱进行热分析的步骤如下：(1) 依照箱体的物理模型与实际尺寸建立包括箱体、投影仪、半导体散热器的三维计算模型（2）定义热分析的类型,即确定“非稳态热传导”；（3）确定箱体的材料组成，设置模型的材料属性,并将三维计算模型进行有限元划分；（4）加载边界条件和初始条件分别应用于模型的边界,只需选择对流边界条件,对流传热系数和温度,然后分析;（5）计算结果的后处理,如计算模型或部分的温度分布和热通量分布,等等。
4.3热分析热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度等。
箱体物质系统所处的温度场为这是三维非稳态温度场，在此温度场中发生的导热为三维非稳态导热。
导热主要方式为热对流，指固体的表面与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换。
有限空间的空气流数学语言描述如下：)−1/9 (1)Nu=c(Gr d)1Pr )14(Hδ箱体由铁皮包裹，关键参数换热系数125W/㎡*K，钢板的比热为460J/kg*℃，密度为7850kg/m ³，导热系数为50W/m*K，采用热分析单元SOLID90，二十节点六面体单元。
投影仪吊箱为半封闭式结构，内部有唯一热源投影仪，当投影仪内半导体受到光照或者加有电压时，即变为非热平衡状态，其中的载流子称为非平衡载流子。
非平衡载流子浓度与外界作用有关，而且在外加作用去掉以后，非平衡载流子浓度将要随着时间而发生衰减，最后又将逐渐回复到热平衡状态。
4.4 网格划分依照箱体的物理模型与实际尺寸建立模型。
利用有限元思想，确立单元密度。
有限元分析，也称FEA，它把结构分解成离散的单元，精度取决于单元的尺寸和分布。
划分网格之前一般都需要对网格密度进行必要的控制。
合理的单元网格密度是获得高精度结果的保证，确保准确捕捉场量的分布和梯度变化。
单元阶次与有限元的计算精度有着密切的关联,单元一般具有线性、二次和三次等形式,其中二次和三次形式的单元称为高阶单元。
高阶单元的曲线或曲面边界能够更好地逼近结构的曲线和曲面边界,且高次插值函数可更高精度地逼近复杂场函数,所以增加单元阶次可提高计算精度。
但增加单元阶次的同时网格的节点数也会随之增加,在网格数量相同的情况下由高阶单元组成的模型规模相对较大,因此在使用时应权衡考虑计算精度和时耗。
采用Full Graphics，以全局密度单元0.1，将箱体模型网格化如下：图 2 几何模型微分模拟4.5初始条件与边界条件初始条件即模型中各点的初始温度,边界条件即模型外边界温度.均根据模拟投影仪工作功率所推算出的内部空间初始温度、直接通过箱体表面的温度变化模拟箱体内空气的降温过程.为了使计算结果更具可靠性，修正公式如下：[T(t)−T2(t)]+∆T(t)(2)T(t)=T2(t)+ℎH对于气体流动问题,可以设置壁面无滑移,也可以指定壁面切向速度分量(壁面平移或者做旋转运动),也可以给出壁面切应力从而模拟壁面滑移。
壁面热边界条件包括固定热流量、固定温度、对流热传导、外部福射热传导、外部福射热传导与对流热传导的结合等,对于做为两个区域之间界面的壁面(例如,共轭热传导问题中的流、固界面),系统会默认为是导热与对流的稱合换热。
本文所做计算涉及到的壁面热边界条件有:固定温度、对流热传导以及导热与对流的稱合换热。
4.6载荷的施加有限元分析的主要目的是检查的反应一定的载荷条件下的结构或组成部分。
因此,在分析中指定的条件适当的负载是关键的一步。
在ANSYS程序,您可以使用多种方式载荷模型,并借助载荷步选项,可以控制加载解决方案中如何使用它。
施加载荷，可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷：恒定的温度、热流率、热流密度、生热率。
在开始求解时，将实体模型载荷自动转换到有限元模型。
将实体模型载荷与有限元模型载荷、藕合或约束方程混合起来，转换过的实体模型载荷将取代现有的节点或单元载荷,而不管这些载荷的输入顺序。
4.7结果分析影响箱体温度的主要因素包括：箱体材质、工作时限、外界环境温度、半导体散热器工作效率、投影仪的本体散热。
综合模拟结果如下：图 3 投影仪箱体温度场云图由模拟结果可以看出，投影仪本体的单向散热和箱体的半封闭式结构致使箱体单侧温度明显高于其他部分，热量的集中间接提高了导热的效率。
若高热侧开启对流通道，将高效的降低投影仪工作温度，提高工作时限。
因此，半导体散热系统加装与高热侧。
结论:( 1) 对于非稳态情况下箱体内温度场的分析和研究可以得出结论，散热系统的热量外排模块和制冷模块的安装位置对温度场分布影响较大。
此结论为箱体物理结构优化提供了思路。
( 2) 外部温度对于箱体内温度场分布有所影响，但影响相对较小在设计散热系统时可不用考虑( 3) 通过计算结果和实验数据的比较, 验证了本文所采用的数学物理模型及计算结果的可靠性,为箱体散热系统的设计提供了理论依据。
参考文献[1] 雷强萍半导体冷箱温度场模拟及性能优化. 南昌大学报 2012 （12）[2] 罗勇.常冰.张子辉.张贵荣.高热流密度0然对流条件下改善热传导性能的实验研究[J].流体机械,2003,31 (11) : 45-46.[3] 单晓. 胡欲立. 基于Ansys的机械密封环温度场分析[J]. 润滑与密封 2006（9）:117-119[4] 张登春. 翁培奋. 载人列车车厢内空气流场温度场数值模拟[J]. 系统工程与电子技术 2005（6）20-25[5] 刘宗霭.朱洪波.基于单片机的智能投影仪吊架[J].信息通信，2013 （1）。