CN110781629B - 一种对流散热系数的确定方法及系统 - Google Patents

一种对流散热系数的确定方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110781629B
CN110781629B CN201911141626.3A CN201911141626A CN110781629B CN 110781629 B CN110781629 B CN 110781629B CN 201911141626 A CN201911141626 A CN 201911141626A CN 110781629 B CN110781629 B CN 110781629B
Authority
CN
China
Prior art keywords
model
friction pair
determining
heat
friction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911141626.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110781629A (zh
Inventor
姜艳丽
夏韦美
喻亮
康晓安
何福明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201911141626.3A priority Critical patent/CN110781629B/zh
Publication of CN110781629A publication Critical patent/CN110781629A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110781629B publication Critical patent/CN110781629B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Abstract

本发明涉及一种对流散热系数的确定方法及系统。该方法包括：建立摩擦副数值模型；根据摩擦副数值模型在不同制动工况下进行摩擦副热环境工程计算，得到热环境计算结果；根据热环境计算结果，确定试验件结构和模型材料；建立虚拟摩擦副FEM传热模型；确定摩擦副台架试验工况；根据摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型；对虚拟摩擦副FEM传热模型和下摩擦副CFD模型进行顺序耦合计算，得到耦合计算结果；将耦合计算结果与真实试验结果进行对比，得到对比结果；判断对比结果是否在预设范围内；若是，则输出对流散热系数，结束操作；若否，则修正摩擦副CFD模型。本发明能够快速地得到精确度较高的对流散热系数。

Description

一种对流散热系数的确定方法及系统
技术领域
本发明涉及对流散热系数计算领域，特别是涉及一种对流散热系数的确定方法及系统。
背景技术
交通工具速度不断提升，总动能随之不断大幅度攀升，这导致制动引起的摩擦热剧烈增加。高温作用下摩擦副材料的性能变化，在反复的制动过程中摩擦副将产生热疲劳和热衰退。同时，巨大的摩擦热引起显著的温度梯度，由温度梯度引起的热应力导致制动盘萌生裂纹，给交通工具的制动系统带来安全隐患，严重威胁交通运输的安全。制动过程是温度场和流场的耦合过程。因为制动盘高速旋转带动的旋转气流会对摩擦副的温度场产生显著影响，故在进行温度场计算时必须考虑流场的作用。理论和实践表明，制动中存在着两种作用：(1)摩擦产生热量加热摩擦副；(2)摩擦副在高速流体中的散热。因此研究制动过程需要考虑热流固耦合效应，需要计算(1)摩擦生热过程进行热-固耦合效应和(2)摩擦副的结构对整车运行阻力的影响显著，高速流体作用下摩擦副的散热性能和空气阻力性能。摩擦副的结构与流场在摩擦副表面通过热流发生能量交换，热流计算精度直接影响传热计算数据，因此获得准确的对流散热系数对于流场和结构传热的耦合计算显得尤为重要。为了获得准确的对流散热系数就必须用到耦合场计算方法。耦合场的计算可归结为顺序耦合和直接耦合这两种不同方法，其中顺序耦合方法是按照计算顺序进行两次或更多次的相关场计算。它是把第一次物理场计算的数据作为初始载荷(或初始边界条件)加载到第二次物理场上，通过分步骤计算的方法来实现两种或多种场的耦合的。
现有技术的不足包括：(1)将摩擦副制动过程中复杂的对流散热系数简化为不随摩擦副体系温度和速度变化的恒定数值；(2)将摩擦副组成材料的物理性质简化为不随温度变化的恒定数值。实际上，对流散热系数是一个随制动过程变化的非线性数据，故摩擦副各零部件表面的对流散热系数都是不同的。对流散热系数与摩擦副转速，散热设计等因素密切相关。因此现有技术对对流散热系数的粗浅处理明显不足，采用现有技术计算会不同程度地高估(或低估)摩擦副结构的温度，温度梯度以及热应力分布，计算数据和真实测量数据值之间的误差甚至会超过20％。
发明内容
本发明的目的是提供一种对流散热系数的确定方法及系统，能够快速地得到精确度较高的对流散热系数。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种对流散热系数的确定方法，包括：
根据摩擦副的摩擦面微观结构特征建立摩擦副数值模型；
根据所述摩擦副数值模型在不同制动工况下进行摩擦副热环境工程计算，得到热环境计算结果；
根据所述热环境计算结果，确定试验件结构和模型材料；
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副FEM传热模型；
根据所述试验件结构和所述模型材料，确定摩擦副台架试验工况；
根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型；
对所述虚拟摩擦副FEM传热模型和所述下摩擦副CFD模型进行顺序耦合计算，得到耦合计算结果；
将所述耦合计算结果与真实试验结果进行对比，得到对比结果；
判断所述对比结果是否在预设范围内；
若是，则输出对流散热系数，结束操作；
若否，则修正摩擦副CFD模型，并返回“根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型”。
可选的，所述根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副FEM传热模型，具体包括：
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热传导模型：
Figure BDA0002281101260000021
其中，ks为热导率，ρg为密度，Cps为定压比热容，Ts为温度，t为时间；
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热流耦合模型：
qw＝hc(Ts-Tf)
其中，热流密度qW为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量，hc为对流散热系数；Ts为固体表面温度，Tf为周围流体温度；
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副辐射散热模型：
Eb＝σb·A·T4
其中，Eb为黑体辐射能；σb为黑体辐射系数，其值为5.67×10-8W/(m2·K4)；A为物体的表面积；T为物体的绝对温度。
可选的，所述根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型，具体包括：
根据所述摩擦副台架试验工况，采用公式
Figure BDA0002281101260000031
确定关于速度、压力和温度的函数关系式；
其中，
Figure BDA0002281101260000032
是流体微元内能的变化率，-divq是外界对微元体的热传导，q是热流密度，-pdivV是微元体表面压力对流体做功而转化成的能量，p是压力，divV是流体速度矢量的散度，Φε是能量耗散函数，表示作用在控制体积表面上的法应力和剪应力因流体位移产生摩擦功而转变成的热能，
Figure BDA0002281101260000033
Figure BDA0002281101260000034
其中η是流体移动的摩擦系数，S是微元体的内部热源；
根据各所述函数关系式，选择湍流模型；
根据各所述函数关系式，确定当前时刻的速度值、压力值和温度值；
根据所述速度值、所述压力值、所述温度值和所述湍流模型进行模拟，得到关于对流散热系数的函数关系式。
可选的，所述根据各所述函数关系式，选择湍流模型，具体包括：
根据各所述函数关系式，确定湍流动能模型：
Figure BDA0002281101260000035
根据各所述函数关系式，确定湍流耗散率模型：
Figure BDA0002281101260000041
湍流动能模型方程中，Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能，Gb表示由浮力产生的湍流动能，YM表示由于在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波动，σk表示k方程的湍流Prandtl数，Sk是用户自定义参数；湍流耗散率模型中C1、C2是常量，σε是ε方程的湍流Prandtl数，和Sε是用户自定义参数。μ是常数，K是特征速度，ρ是密度。
可选的，所述摩擦副台架试验工况包括：实际制动工况下空气相对于整个摩擦副对流的流动速率、试验件温度的时间与空间分布、热变形的时间与空间分布和应力的时间与空间分布。
一种对流散热系数确定系统，包括：
摩擦副数值模型建立模型，用于根据摩擦副的摩擦面微观结构特征建立摩擦副数值模型；
热环境计算结果确定模块，用于根据所述摩擦副数值模型在不同制动工况下进行摩擦副热环境工程计算，得到热环境计算结果；
试验件结构和模型材料确定模块，用于根据所述热环境计算结果，确定试验件结构和模型材料；
FEM传热模型建立模块，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副FEM传热模型；
摩擦副台架试验工况确定模块，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，确定摩擦副台架试验工况，所述摩擦副台架试验工况包括：实际制动工况下空气相对于整个摩擦副对流的流动速率、试验件温度的时间与空间分布、热变形的时间与空间分布和应力的时间与空间分布；
CFD模型建立模块，用于根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型；
顺序耦合模块，用于对所述虚拟摩擦副FEM传热模型和所述下摩擦副CFD模型进行顺序耦合计算，得到耦合计算结果；
对比模块，用于将所述耦合计算结果与真实试验结果进行对比，得到对比结果；
判断模块，用于判断所述对比结果是否在预设范围内；
对流散热系数确定模块，用于当对比结果在预设范围内，输出对流散热系数，结束操作；
修正模块，用于当对比结果在预设范围外，修正摩擦副CFD模型。
可选的，所述FEM传热模型建立模块，具体包括：
热传导模型建立单元，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热传导模型：
Figure BDA0002281101260000051
其中，ks为热导率，ρg为密度，Cps为定压比热容，Ts为温度，t为时间；
热流耦合模型建立单元，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热流耦合模型：
qw＝hc(Ts-Tf)
其中，热流密度qW为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量，hc为对流散热系数；Ts为固体表面温度，Tf为周围流体温度；
辐射散热模型建立单元，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副辐射散热模型：
Eb＝σb·A·T4
其中，Eb为黑体辐射能；σb为黑体辐射系数，其值为5.67×10-8W/(m2·K4)；A为物体的表面积；T为物体的绝对温度。
可选的，所述CFD模型建立模块，具体包括：
流体条件确定单元，用于根据所述摩擦副台架试验工况采用公式
Figure BDA0002281101260000052
Figure BDA0002281101260000053
确定关于速度、压力和温度的函数关系式；
公式中，
Figure BDA0002281101260000054
是流体微元内能的变化率，-divq是外界对微元体的热传导，q是热流密度，-pdivV是微元体表面压力对流体做功而转化成的能量，p是压力，divV是流体速度矢量的散度，Φε是能量耗散函数，表示作用在控制体积表面上的法应力和剪应力因流体位移产生摩擦功而转变成的热能，
Figure BDA0002281101260000061
Figure BDA0002281101260000062
其中η是流体移动的摩擦系数，S是微元体的内部热源；
湍流模型选择单元，用于根据各所述函数关系式，选择湍流模型；
流体参数确定单元，用于根据各所述函数关系式，确定当前时刻的速度值、压力值和温度值；
CFD模型建立单元，用于根据所述速度值、所述压力值、所述温度值和所述湍流模型进行模拟，得到关于对流散热系数的函数关系式。
可选的，所述湍流模型选择单元，具体包括：
湍流动能模型确定单元，用于根据各所述函数关系式，确定湍流动能模型：
Figure BDA0002281101260000063
湍流耗散率模型确定单元，用于根据各所述函数关系式，确定湍流耗散率模型：
Figure BDA0002281101260000064
湍流动能模型方程中，Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能，Gb表示由浮力产生的湍流动能，YM表示由于在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波动，σk表示k方程的湍流Prandtl数，Sk是用户自定义参数；湍流耗散率模型中C1、C2是常量，σε是ε方程的湍流Prandtl数，和Sε是用户自定义参数。μ是常数，K是特征速度，ρ是密度。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明建立摩擦副数值模型，对摩擦面、通风槽等复杂结构的几何模型进行细节处理，创造六面体、四面体和混合网格模型，将组成摩擦副材料的物理性质改进为随温度变化的函数，进行摩擦副模型的热-力耦合计算。
本发明由计算流体动力学(CFD，Computational Fluid Dynamics)软件计算出对流散热系数hc，获得对流散热系数hc随制动时间，随摩擦副的零部件位置变化的函数。
本发明将对流散热系数hc作为热边界条件，加载于热-力耦合计算的模型上进行第二次耦合计算，获得温度场，应力场和流场随制动时间的变化规律，即温度、速度和压力的函数关系式。
本发明提供的顺序耦合方法解决了现有设计中难以准确预测制动盘热应力大小，热应力集中区域，以及热应力最高值等难题。将流场的计算完全嵌入有限元软件中，免去了数据传输和交互，大大提高计算效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1对流散热系数的确定方法流程图；
图2为本发明实施例1摩擦副三维数值模型和网格划分模型；
图3为本发明实施例1摩擦副材料的性质随温度的变化曲线；
图4为本发明实施例1制动盘CFD流体计算模型；
图5为本发明实施例1中SiC3D/Al制动盘的流场计算值示意图；
图6为本发明实施例1的CFD和FEM顺序耦合计算得到摩擦面最高温度随制动时间变化曲线；
图7为本发明实施例1的CFD和FEM顺序耦合计算得到制动盘截面温度场计算值；
图8为实施例3摩擦副三维数值模型和网格划分模型；
图9为实施例3摩擦副在FEM热力耦合计算中的温度场分布；
图10为实施例3摩擦副在FEM热力耦合计算中的应力场分布；
图11为实施例3通风槽内形成小型涡流示意图；
图12为实施例4(Al2O3)3D/Al制动盘的瞬态温度场和热应力；
图13为实施例4汽车制动盘旋转的气流迹线计算值；
图14为本发明对流散热系数的确定系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种对流散热系数的确定方法及系统，能够快速地得到精确度较高的对流散热系数。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例1对流散热系数的确定方法流程图。如图1所示，一种对流散热系数的确定方法包括：
步骤101：根据摩擦副的摩擦面微观结构特征建立摩擦副数值模型，优选Solidworks、UG或ProE软件等建立摩擦副数值模型，即摩擦副热-固耦合计算的3D数值模型，图2为本发明实施例1摩擦副三维数值模型和网格划分模型，其中，图2(a)为摩擦副三维数值模型，图2(b)为摩擦副网格划分模型。
步骤102：根据所述摩擦副数值模型在不同制动工况下进行摩擦副热环境工程计算，得到热环境计算结果。
优选Solidwork Simulation软件进行不同制动工况下摩擦副热环境工程计算。热流固顺序耦合有限元计算制动过程中，忽略摩擦副材料磨损的影响。以某现役高铁制动盘为例，参数：高铁的车轮外径910mm，制动盘的外径670mm；制动盘的内径230mm；制动盘的有效摩擦面积196203mm2；摩擦层厚度7mm。制动工况参数：制动加速度-1.17m/s2；单个摩擦盘对应轴重4400kg。假设高速列车从制动初速(V0＝200km/h，即55.6m/s)直至停车过程为匀减速运动，则初速度V0＝55.6m/s，末速度Vt＝0m/s，制动时间
Figure BDA0002281101260000081
列车制动能方程:
Figure BDA0002281101260000082
公式(1)中，M为轴重，kg；V0为制动初始速度，m/s；Vt为末速度，m/s。
摩擦表面输入热流密度如公式(2)所示：
Figure BDA0002281101260000083
其中，A为制动盘的有效摩擦面积。
摩擦产生的热量除了大部分被制动盘吸收外，还有一小部分被闸片(刹车片)吸收，将比例系数折合成系数η，本例η取经验值0.9。
制动盘吸收的热量如公式(3)所示：
Figure BDA0002281101260000091
假设复合体系中材料的某一物相性能为ρ，任意一相所具有的性能和体积分数分别为ρi和Vi，按照复合材质物理量的混合律公式(4)计算得到复合材料的性质。摩擦副其余部件采用均质材料。
ρ＝∑ρiVi  (4)
制动盘材料的性质由表1列出，图3为本发明实施例1摩擦副材料的性质随温度的变化曲线。
表1制动盘材料的物理参数
Figure BDA0002281101260000092
摩擦副的平均对流换热系数hc与时间关系按照式(5)计算
Figure BDA0002281101260000093
计算得到节点温度数据，将节点温度数据直接施加在应力计算节点上，实现了热-力耦合计算。
步骤103：根据所述热环境计算结果，确定试验件结构和模型材料。
根据步骤102的热环境计算数据，摩擦副最高温度计算值均小于铝合金复合材料，铜基粉末冶金材料或金属/陶瓷复合材料熔点和软化点，最大热应力均小于铝合金复合材料，铜基粉末冶金材料或金属/陶瓷复合材料的断裂强度极限，因此确定铝合金复合材料可作为制动盘摩擦层，确定铝合金作为可制动盘基体材料，确定铜基粉末冶金材料或金属/陶瓷复合材料可作为闸片材料。
步骤104：根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副FEM传热模型，具体包括：
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热传导模型：
Figure BDA0002281101260000101
其中，ks为热导率，ρg为密度，Cps为定压比热容，Ts为温度，t为时间。
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热流耦合模型：
qw＝hc(Ts-Tf)
其中，热流密度qW为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量，hc为对流散热系数；Ts为固体表面温度，Tf为周围流体温度。
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副辐射散热模型：
Eb＝σb·A·T4
其中，Eb为黑体辐射能；σb为黑体辐射系数，其值为5.67×10-8W/(m2·K4)；A为物体的表面积；T为物体的绝对温度。
步骤105：根据所述试验件结构和所述模型材料，确定摩擦副台架试验工况，所述摩擦副台架试验工况包括：实际制动工况下空气相对于整个摩擦副对流的流动速率、试验件温度的时间与空间分布、热变形的时间与空间分布和应力的时间与空间分布。
步骤106：根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型，具体包括：
根据所述摩擦副台架试验工况采用公式
Figure BDA0002281101260000111
确定关于速度、压力和温度的函数关系式；
公式中，
Figure BDA0002281101260000112
是流体微元内能的变化率，-divq是外界对微元体的热传导，q是热流密度，-pdivV是微元体表面压力对流体做功而转化成的能量，p是压力，divV是流体速度矢量的散度，Φε是能量耗散函数，表示作用在控制体积表面上的法应力和剪应力因流体位移产生摩擦功而转变成的热能，
Figure BDA0002281101260000113
Figure BDA0002281101260000114
其中η是流体移动的摩擦系数，S是微元体的内部热源。
该关系式的物理意义是，微元控制体积单位时间内流体通过控制体边界面净导入的热量负值总和，加上单位时间内界面上作用的各种力对流体所作的功，等于控制体积内流体总能的时间变化率。
根据各所述函数关系式，选择湍流模型，具体包括：
根据各所述函数关系式，确定湍流动能模型：
Figure BDA0002281101260000115
根据各所述函数关系式，确定湍流耗散率模型：
Figure BDA0002281101260000116
湍流动能模型方程中，Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能，Gb表示由浮力产生的湍流动能，YM表示由于在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波动，σk表示k方程的湍流Prandtl数，Sk是用户自定义参数；湍流耗散率模型中C1、C2是常量，σε是ε方程的湍流Prandtl数，和Sε是用户自定义参数。μ是常数，K是特征速度，ρ是密度。
根据各所述函数关系式，确定当前时刻的速度值、压力值和温度值。
根据所述速度值、所述压力值、所述温度值和所述湍流模型进行模拟，得到关于对流散热系数的函数关系式。
优选Solidworks Flu软件作为CFD计算工具，建立随时间变化的不同制动工况下摩擦副CFD模型，利用有限体积方法求解流场，确定空气流场对制动盘散热的影响程度。具体计算过程：
(a)流体条件确定
因一般空气的最大速度不超过100m/s，故空气假设为不可压缩理想气体，选择基于压力法的求解器。流场的控制方程由连续性方程、运动方程和能量方程三个方程组成，其中包含速度、压力和温度三个变量，制动盘涉及与空气的热交换，流场和摩擦副各点的温度按照公式(6)计算。
Figure BDA0002281101260000121
其中，左边是流体微元内能的变化率，右边第一项是外界对微元体的热传导，右边第二项是微元体表面压力对流体做功转化成的能量，右边第三项是能量耗散函数，右边第四项是内部热源。
(b)湍流模型选择
确定湍流动能模型：
Figure BDA0002281101260000122
确定湍流耗散率模型：
Figure BDA0002281101260000123
(c)求解控制参数设置
设置静止域的入口面为计算初始值，设置hc和空气质量流量的求解监视器，设置好保存文件。调整压力湍流动能、湍流耗散率的松弛因子。按照t＝t+Δt，设置时间步长Δt时间步数中每一步内的最大迭代次数100次。优选将时间步长Δt设置Δt＝0.001s，最大迭代步数默认，计算制动盘旋转47.5s的过程。
(d)网格生成CFD模型分为旋转域和静止域
先创建整体区域即虚拟风洞，虚拟风洞的几何形状为长方体。为计算空气流经摩擦副而产生的尾场流动状态，将摩擦副置于虚拟风洞中间。虚拟风洞空心封闭矩形空间，尺寸2.5m*1m*1m，静止域整体结构中去除一个小圆柱后删除，获得制动盘旋转域。建立摩擦副几何体与周围空气块之间的关联。旋转中心设置为(0，0，0)，旋转轴和方向设置为(-1，0，0)。制动盘旋转域的初始角速度
Figure BDA0002281101260000131
制动时间为47.5s。采用边界控制原则划分流体网格，越靠近旋转域径向和轴向区域，网格越密，保证后续仿真的准确性；摩擦副边界至虚拟风洞之间的空间由软件自动生成网格；最后生成静止域的网格。网格中六面体网格占总网格数量的40％以上。由于模拟列车的向前运动，故将入口边界条件设置为压力进口，风速55m/s，将出口边界条件设置为压力出口，出口的压强设为0Pa(帕斯卡)。制动盘的壁面边界条件设置为移动壁面(MovingWall)，移动壁面的旋转原点、旋转轴速度与旋转域设置一致。图4为本发明实施例1制动盘CFD流体计算模型。采用迎风格式和SIMPLE算法，残差收敛度为0.0001，不考虑重力影响。将制动盘初始温度设置为50℃，进行摩擦副内部的热传导与摩擦副流固界面的对流换热计算相结合的方法，得到摩擦副表面hc。
步骤106计算获得的CFD数据见图5。图5为本发明实施例1中SiC3D/Al制动盘的流场计算值示意图。
步骤107：对所述虚拟摩擦副FEM传热模型和所述下摩擦副CFD模型进行顺序耦合计算，得到耦合计算结果。
导出CFD计算数据，数据文件扩展名为.fld。.fld文件中含有hc，将hc作为壁面热流，加载于步骤104中。将步骤104中求解得到摩擦副的瞬态温度场和瞬态应力场，加载于步骤106中。在FEM热力计算中导入获得hc，通过FEM热力-CFD热流顺序耦合，利用公式(7)计算得到温度场。图6为本发明实施例1的CFD和FEM顺序耦合计算得到摩擦面最高温度随制动时间变化曲线。图7为本发明实施例1的CFD和FEM顺序耦合计算得到制动盘截面温度场计算值。
Figure BDA0002281101260000141
其中，λ为热导率，流体区域的热导率变为λ+λt，参数λt为湍流热导率。
上述操作就是热-固耦合计算，得到了一个具体时刻的热流固三场耦合下的瞬态温度，瞬态应力和瞬态流场。而为了计算得到制动盘在旋转47.5s过程中每一个时刻的瞬态温度，瞬态应力和瞬态流场。为了保持计算收敛和耦合一致，将时间步长设置为与步骤106中一致。按照t＝t+Δt，设置时间步长Δt，时间步数中每一步内的最大迭代次数100次。优选将时间步长Δt设置Δt＝0.001s，最大迭代步数默认，计算得到制动盘旋转47.5s的过程中每一个时刻的瞬态温度，瞬态应力和瞬态流场。
步骤108：将所述耦合计算结果与真实试验结果进行对比，得到对比结果。
步骤109：判断所述对比结果是否在预设范围内。
步骤110：若是，则输出对流散热系数，结束操作。
步骤111：若否，则修正摩擦副CFD模型，调整流体网格尺度，改变计算收敛精度，缩小时间步长Δt，并返回“根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型”。
实施例2：
本发明除了提供一种实施例1，还提供了与实施例1技术方案相对应的实施例2。图14为本发明对流散热系数的确定系统结构图。如图14所示，一种对流散热系数确定系统包括：
摩擦副数值模型建立模型201，用于根据摩擦副的摩擦面微观结构特征建立摩擦副数值模型。
热环境计算结果确定模块202，用于根据所述摩擦副数值模型在不同制动工况下进行摩擦副热环境工程计算，得到热环境计算结果。
试验件结构和模型材料确定模块203，用于根据所述热环境计算结果，确定试验件结构和模型材料。
FEM传热模型建立模块204，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副FEM传热模型。
摩擦副台架试验工况确定模块205，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，确定摩擦副台架试验工况，所述摩擦副台架试验工况包括：实际制动工况下空气相对于整个摩擦副对流的流动速率、试验件温度的时间与空间分布、热变形的时间与空间分布和应力的时间与空间分布。
CFD模型建立模块206，用于根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型。
顺序耦合模块207，用于对所述虚拟摩擦副FEM传热模型和所述下摩擦副CFD模型进行顺序耦合计算，得到耦合计算结果。
对比模块208，用于将所述耦合计算结果与真实试验结果进行对比，得到对比结果。
判断模块209，用于判断所述对比结果是否在预设范围内。
对流散热系数确定模块210，用于当对比结果在预设范围内，输出对流散热系数，结束操作。
修正模块211，用于当对比结果在预设范围外，修正摩擦副CFD模型。
所述FEM传热模型建立模块204，具体包括：
热传导模型建立单元，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热传导模型：
Figure BDA0002281101260000151
其中，ks为热导率，ρg为密度，Cps为定压比热容，Ts为温度，t为时间。
热流耦合模型建立单元，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热流耦合模型：
qw＝hc(Ts-Tf)
其中，热流密度qW为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量，hc为对流散热系数；Ts为固体表面温度，Tf为周围流体温度。
辐射散热模型建立单元，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副辐射散热模型：
Eb＝σb·A·T4
其中，Eb为黑体辐射能；σb为黑体辐射系数，其值为5.67×10-8W/(m2·K4)；A为物体的表面积；T为物体的绝对温度。
所述CFD模型建立模块206，具体包括：
流体条件确定单元，用于根据所述摩擦副台架试验工况采用公式
Figure BDA0002281101260000161
Figure BDA0002281101260000162
确定关于速度、压力和温度的函数关系式。
公式中，
Figure BDA0002281101260000163
是流体微元内能的变化率，-divq是外界对微元体的热传导，q是热流密度，-pdivV是微元体表面压力对流体做功而转化成的能量，p是压力，divV是流体速度矢量的散度，Φε是能量耗散函数，表示作用在控制体积表面上的法应力和剪应力因流体位移产生摩擦功而转变成的热能。
Figure BDA0002281101260000164
Figure BDA0002281101260000165
其中η是流体移动的摩擦系数，S是微元体的内部热源。
湍流模型选择单元，用于根据各所述函数关系式，选择湍流模型。
流体参数确定单元，用于根据各所述函数关系式，确定当前时刻的速度值、压力值和温度值。
CFD模型建立单元，用于根据所述速度值、所述压力值、所述温度值和所述湍流模型进行模拟，得到关于对流散热系数的函数关系式。
所述湍流模型选择单元，具体包括：
湍流动能模型确定单元，用于根据各所述函数关系式，确定湍流动能模型：
Figure BDA0002281101260000166
湍流耗散率模型确定单元，用于根据各所述函数关系式，确定湍流耗散率模型：
Figure BDA0002281101260000167
湍流动能模型方程中，Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能，Gb表示由浮力产生的湍流动能，YM表示由于在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波动，σk表示k方程的湍流Prandtl数，Sk是用户自定义参数；湍流耗散率模型中C1、C2是常量，σε是ε方程的湍流Prandtl数，和Sε是用户自定义参数。μ是常数，K是特征速度，ρ是密度。
本发明与现有技术相比，具有下列优点：
本发明建立摩擦副数值模型，对摩擦面、通风槽等复杂结构的几何模型进行细节处理，创造六面体，四面体和混合网格模型，将组成摩擦副材料的物理性质改进为随温度变化的函数，进行摩擦副模型的热-力耦合计算。
本发明由计算流体动力学(CFD，Computational Fluid Dynamics)软件计算出对流散热系数hc，获得对流散热系数hc随制动时间，随摩擦副的零部件位置变化的函数。
本发明将对流散热系数hc作为热边界条件，加载于热-力耦合计算的模型上进行第二次耦合计算，获得温度场，应力场和流场随制动时间的变化规律，即温度、速度和压力的函数关系式。
本发明提供的顺序耦合方法解决了现有设计中难以准确预测制动盘热应力大小，热应力集中区域，以及热应力最高值等难题。将流场的计算完全嵌入有限元软件中，免去了数据传输和交互，大大提高计算效率。
实施例3：
一种热流固耦合计算SiC3D/Al复合材料摩擦副的方法，具体包括:
用Solidworks建立摩擦副有限元模型。盘体带有24个板条状的散热筋和通风槽，对称分布于制动盘背面，散热筋靠近中心轴处设计为扁平状减少泵风阻力矩，降低阻力功率消耗。在不影响计算精度条件下，将螺栓孔位置简化。制动盘与车轴装配在一起，车轴贯穿整个计算域，见图8。制动盘的摩擦层为5～7mm厚的SiC3D/Al复合材料，盘体的其余部分铝硅合金，材料的物理参数。材料的比热容随温度升高变化较大，根据实验值经二次样条插值计算得到材料比热容随温度的变化。定义摩擦副之间的接触关系和接触属性，定义多体相对运动关系，定义和不断调试瞬态计算中的各种参数。
列车制动能方程为
Figure BDA0002281101260000181
式中，M为轴重，kg；v0列车制动初始速度，m/s；vt为末速度，m/s。高速列车从380km/h直至停车过程，初速度取v0＝105m/s，vt＝0m/s。
热流密度
Figure BDA0002281101260000182
A为摩擦环面积，单位mm2。
Figure BDA0002281101260000183
摩擦产生热量大部分被制动盘吸收，小部分被摩擦片吸收，将比例系数折合成系数η，取经验值0.9。设定减速度a＝1.17m/s2。为了计算制动盘平动和转动，设置制动盘壁面旋转运动的初速度ω＝218rad/s，空气沿着列车前进的方向运动(即沿着X轴的负方向)流过制动盘，初始空气流速105m/s。建立了包含整个装配体的旋转域，使用k-ω湍流模型计算流体旋转运动。制动装置的初始温度60℃。周围流体的初始温度30℃。
摩擦副在FEM热力耦合计算中的温度场分布表明，摩擦热呈现莲花状向内径方向扩散，说明径向方向上温度梯度进一步减小，见图9。制动盘体摩擦面最高温度值曲线上升平缓，考虑对流散热，最高温度值出现在73s，为527℃。达到最高温度后，摩擦面温度下降缓慢。对流散热能带走8～10％摩擦热量，降低摩擦面～42℃。当制动时间73s时，摩擦面温度达到最大值，温度沿径向由外到内径降低。89s时，即制动结束时的温度场，摩擦面最高温度降到了513℃。摩擦面最高温度时的摩擦面上的温度均匀，温度梯度小。而制动盘背面的温度范围在367～408℃，此时的轴向温度梯度比较大，热应力达到了最大值，见图10。
对摩擦副进行CFD计算求解其表面的对流散热系数，研究摩擦副的阻力矩。优选FLUENT软件作为CFD计算求解工具。在求解域当中摩擦副的旋转动过程采用动网格的技术来实现。
不影响计算精度而减少计算量，本实施例对边界进行简化：
①流场入口置于制动盘内径处，出口置于制动盘外径处。
②制动盘盘体域温度由FEM热力直接耦合求解出。
③空气域(FluidVolume)温度27℃。
④制动盘逆时针作匀速圆周运动(218rad/s)。
⑤定义求解域的边界，即虚拟风洞的几何形状和大小。
在实施例3中根据实际情况设置虚拟风洞的几何形状为长方体。长方体的长为摩擦副外径的10倍，在长度方向将将摩擦副置于其四分之一处，以便正常计算空气流经摩擦副后尾场的流动状态。进行流体网格的划分，流体网格的划分采用的是边界控制的原则，即流体网格的区域为由摩擦副边界至虚拟风洞之间的空间。制动盘入口空气速度与列车运行速度相同。
同时，采用迎风格式及SIMPLE算法，残差收敛度为0.0001，不考虑重力影响。在此模型进行耦合传热计算，即摩擦副内部的热传导(Inner heat conduction)与流固界面边界层的对流换热(Convection heat transfer at friction surface)计算相结合的求解方法，得到摩擦副表面的对流散热系数。将对流散热系数作为边界条件施加到重新计算的热固耦合计算的模型上，求解得到了更加细致的温度场和应力场。计算表明制动盘带动周围的空气旋转，通风槽内可以形成小型涡流，见图11。
实施例4：
本发明提供了一种热流固耦合计算带(Al2O3)3D/Al摩擦层的汽车摩擦副的方法，包括如下步骤:
建立奥迪A6摩擦副数值模型。使用四面体网格、六面体与四面体混合网格划分摩擦副数值模型。有限元模型中的各部件主要参数为轮辐、轮辋及螺栓部件的密度为7840kg/m3，定压比热为465J/(kg·K)，导热系数为48W/(m·K)；制动盘的摩擦层为(Al2O3)3D/Al复合材料，摩擦层的厚度3mm；空气密度1.029kg/m3，动力黏性系数为2.06×10-5kg/(m·s)，定压比热为1009J/(kg·K)，导热系数为0.0296W/(m·K)。摩擦面复合材料的材质按照固有性质的物理量的混合律计算，即设复合体系的某一性能为ρ，对任意一相所具有的性能和体积分数分别为ρi和Vi，则复合材料的材质为ρ＝∑ρiVi。
设置摩擦副为无滑移边界条件，采用稳态求解器进行求解。制动盘旋转速度ω＝1000rpm，旋转轴为Y轴，旋转中心坐标为(0，0，0)。制动盘设为wall。
结合转速对制动盘热边界条件进行设定：制动盘初始温度设为20℃，热流密度q＝2.5×104W/m2。计算域左右端面及上表面气流方向未定，允许空气流出或流入计算域，设为开放式，相对压强为0Pa，周围空气温度设为T＝20℃。
采用周期性边界条件，提高计算效率。计算域下表面设为wall，热力学边界设为绝热。最初进入制动盘的热量q0通过公式进行计算:
Figure BDA0002281101260000201
其中，q0是进入制动盘的热量制动效能；a是车辆减速度(ms-2)；Φ是制动力在前后轮的分配率；Ad是制动盘被刹车片扫过的面积(m2)；v是车辆的初速度(ms-1)；εp是制动盘表面载荷分布的系数；m是汽车的质量(kg)。
图12为实施例4(Al2O3)3D/Al制动盘的瞬态温度场和热应力。直接耦合计算数据表明，制动盘表面平均对流散热系数可达91.97W/m2·K。
图13为实施例4汽车制动盘旋转的气流迹线计算值，从图13可知，汽车制动盘内部流场分布非常复杂。由于车轮的旋转及其复杂的几何形状，形成了大量的流动分离和涡流。来自车辆前方的气流，一部分流经车轮外侧直接进入周围空气；另一部分流经制动盘表面后，以涡旋流动的形式散失在轮拱外部，制动盘的散热效果增强。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种对流散热系数的确定方法，其特征在于，包括：
根据摩擦副的摩擦面微观结构特征建立摩擦副数值模型；
根据所述摩擦副数值模型在不同制动工况下进行摩擦副热环境工程计算，得到热环境计算结果；
根据所述热环境计算结果，确定试验件结构和模型材料；
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副FEM传热模型；
根据所述试验件结构和所述模型材料，确定摩擦副台架试验工况；
根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型；
对所述虚拟摩擦副FEM传热模型和所述下摩擦副CFD模型进行顺序耦合计算，得到耦合计算结果；
将所述耦合计算结果与真实试验结果进行对比，得到对比结果；
判断所述对比结果是否在预设范围内；
若是，则输出对流散热系数，结束操作；
若否，则修正摩擦副CFD模型，并返回“根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型”；
所述根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副FEM传热模型，具体包括：
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热传导模型：
Figure FDA0004106624540000011
其中，ks为热导率，ρg为密度，Cps为定压比热容，Ts为温度，t为时间；
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热流耦合模型：
qw＝hc(Ts-Tf)
其中，热流密度qW为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量，hc为对流散热系数；Ts为固体表面温度，Tf为周围流体温度；
根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副辐射散热模型：
Eb＝σb·A·T4
其中，Eb为黑体辐射能；σb为黑体辐射系数，其值为5.67×10-8W/(m2·K4)；A为物体的表面积；T为物体的绝对温度；
所述根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型，具体包括：
根据所述摩擦副台架试验工况采用公式
Figure FDA0004106624540000021
确定关于速度、压力和温度的函数关系式；
公式中，
Figure FDA0004106624540000022
是流体微元内能的变化率，-divq是外界对微元体的热传导，q是热流密度，-pdivV是微元体表面压力对流体做功而转化成的能量，p是压力，divV是流体速度矢量的散度，Φε是能量耗散函数，表示作用在控制体积表面上的法应力和剪应力因流体位移产生摩擦功而转变成的热能，
Figure FDA0004106624540000023
Figure FDA0004106624540000024
其中η是流体移动的摩擦系数，S是微元体的内部热源；
根据各所述函数关系式，选择湍流模型；
根据各所述函数关系式，确定当前时刻的速度值、压力值和温度值；
根据所述速度值、所述压力值、所述温度值和所述湍流模型进行模拟，得到关于对流散热系数的函数关系式；
所述根据各所述函数关系式，选择湍流模型，具体包括：
根据各所述函数关系式，确定湍流动能模型：
Figure FDA0004106624540000025
根据各所述函数关系式，确定湍流耗散率模型：
Figure FDA0004106624540000031
湍流动能模型方程中，Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能，Gb表示由浮力产生的湍流动能，YM表示由于在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波动，σk表示k方程的湍流Prandtl数，Sk是用户自定义参数；湍流耗散率模型中C1，C2，是常量，σε是ε方程的湍流Prandtl数，和Sε是用户自定义参数；μ是常数，K是特征速度，ρ是密度。
2.根据权利要求1所述的一种对流散热系数的确定方法，其特征在于，所述摩擦副台架试验工况包括：实际制动工况下空气相对于整个摩擦副对流的流动速率、试验件温度的时间与空间分布、热变形的时间与空间分布和应力的时间与空间分布。
3.一种对流散热系数确定系统，其特征在于，包括：
摩擦副数值模型建立模型，用于根据摩擦副的摩擦面微观结构特征建立摩擦副数值模型；
热环境计算结果确定模块，用于根据所述摩擦副数值模型在不同制动工况下进行摩擦副热环境工程计算，得到热环境计算结果；
试验件结构和模型材料确定模块，用于根据所述热环境计算结果，确定试验件结构和模型材料；
FEM传热模型建立模块，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副FEM传热模型；
摩擦副台架试验工况确定模块，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，确定摩擦副台架试验工况，所述摩擦副台架试验工况包括：实际制动工况下空气相对于整个摩擦副对流的流动速率、试验件温度的时间与空间分布、热变形的时间与空间分布和应力的时间与空间分布；
CFD模型建立模块，用于根据所述摩擦副台架试验工况建立不同制动工况下摩擦副CFD模型；
顺序耦合模块，用于对所述虚拟摩擦副FEM传热模型和所述下摩擦副CFD模型进行顺序耦合计算，得到耦合计算结果；
对比模块，用于将所述耦合计算结果与真实试验结果进行对比，得到对比结果；
判断模块，用于判断所述对比结果是否在预设范围内；
对流散热系数确定模块，用于当对比结果在预设范围内，输出对流散热系数，结束操作；
修正模块，用于当对比结果在预设范围外，修正摩擦副CFD模型；
所述FEM传热模型建立模块，具体包括：
热传导模型建立单元，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热传导模型：
Figure FDA0004106624540000041
其中，ks为热导率，ρg为密度，Cps为定压比热容，Ts为温度，t为时间；
热流耦合模型建立单元，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副热流耦合模型：
qw＝hc(Ts-Tf)
其中，热流密度qW为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量，hc为对流散热系数；Ts为固体表面温度，Tf为周围流体温度；
辐射散热模型建立单元，用于根据所述试验件结构和所述模型材料，建立虚拟摩擦副辐射散热模型：
Eb＝σb·A·T4
其中，Eb为黑体辐射能；σb为黑体辐射系数，其值为5.67×10-8W/(m2·K4)；A为物体的表面积；T为物体的绝对温度；
所述CFD模型建立模块，具体包括：
流体条件确定单元，用于根据所述摩擦副台架试验工况采用公式
Figure FDA0004106624540000042
Figure FDA0004106624540000051
确定关于速度、压力和温度的函数关系式；
公式中，
Figure FDA0004106624540000052
是流体微元内能的变化率，-divq是外界对微元体的热传导，q是热流密度，-pdivV是微元体表面压力对流体做功而转化成的能量，p是压力，divV是流体速度矢量的散度，Φε是能量耗散函数，表示作用在控制体积表面上的法应力和剪应力因流体位移产生摩擦功而转变成的热能，
Figure FDA0004106624540000053
Figure FDA0004106624540000054
其中η是流体移动的摩擦系数，S是微元体的内部热源；
湍流模型选择单元，用于根据各所述函数关系式，选择湍流模型；
流体参数确定单元，用于根据各所述函数关系式，确定当前时刻的速度值、压力值和温度值；
CFD模型建立单元，用于根据所述速度值、所述压力值、所述温度值和所述湍流模型进行模拟，得到关于对流散热系数的函数关系式；
所述湍流模型选择单元，具体包括：
湍流动能模型确定单元，用于根据各所述函数关系式，确定湍流动能模型：
Figure FDA0004106624540000055
湍流耗散率模型确定单元，用于根据各所述函数关系式，确定湍流耗散率模型：
Figure FDA0004106624540000056
湍流动能模型方程中，Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能，Gb表示由浮力产生的湍流动能，YM表示由于在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波动，σk表示k方程的湍流Prandtl数，Sk是用户自定义参数；湍流耗散率模型中C1、C2是常量，σε是ε方程的湍流Prandtl数，和Sε是用户自定义参数；μ是常数，K是特征速度，ρ是密度。
CN201911141626.3A 2019-11-20 2019-11-20 一种对流散热系数的确定方法及系统 Active CN110781629B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911141626.3A CN110781629B (zh) 2019-11-20 2019-11-20 一种对流散热系数的确定方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911141626.3A CN110781629B (zh) 2019-11-20 2019-11-20 一种对流散热系数的确定方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110781629A CN110781629A (zh) 2020-02-11
CN110781629B true CN110781629B (zh) 2023-04-21

Family

ID=69392120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911141626.3A Active CN110781629B (zh) 2019-11-20 2019-11-20 一种对流散热系数的确定方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110781629B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111695219B (zh) * 2020-06-12 2023-05-12 燕山大学 一种覆有热保护涂层的蒙皮板在超音速飞行条件下的应力预测方法
CN111797559B (zh) * 2020-07-09 2020-12-22 东北石油大学 一种大型原油浮顶储罐盘管加热过程有效用能的评价方法
CN112800700B (zh) * 2021-04-13 2021-06-25 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 低温表面干模态结霜模拟方法、装置、电子设备和介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101368606A (zh) * 2008-08-13 2009-02-18 奇瑞汽车股份有限公司 一种非光滑结构制动盘及其制造方法
CN101493856A (zh) * 2009-02-18 2009-07-29 中国科学院金属研究所 研究船用曲轴红套过程结构变形的方法和预防变形的措施

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190276906A1 (en) * 2011-03-30 2019-09-12 Macrae Technologies, Inc. High heat flux regime coolers
CN101916304B (zh) * 2010-07-05 2012-03-28 长安大学 一种制动器摩擦性能虚拟台架测试方法
CN103279627B (zh) * 2013-06-17 2015-10-28 清华大学 一种基于有限元的热-机械-磨损耦合分析数值模拟方法
US10402535B2 (en) * 2014-02-26 2019-09-03 Siemens Healthcare Gmbh System and method for personalized computation of tissue ablation extent based on medical images
CN104239627B (zh) * 2014-09-10 2017-04-12 清华大学 一种干滑动摩擦热‑应力‑磨损分步耦合的模拟方法
CN104200034B (zh) * 2014-09-10 2017-05-24 清华大学 一种干滑动摩擦热‑应力‑磨损顺序耦合的模拟方法
CN104461677B (zh) * 2014-10-30 2017-09-29 中国运载火箭技术研究院 一种基于cfd和fem技术的虚拟热试验方法
EP3311096B1 (de) * 2015-05-28 2020-12-02 Linde GmbH Verfahren zum bestimmen eines zustands einer wärmetauschereinrichtung
CN104965946A (zh) * 2015-06-26 2015-10-07 合肥工业大学 一种高铁轴承稳态温度场的有限元计算方法
CN206741416U (zh) * 2017-04-18 2017-12-12 桂林理工大学 一种夹片式连接的笔记本电脑抽风式散热器
CN108304641B (zh) * 2018-01-29 2021-06-25 北京航空航天大学 一种高能容干式摩擦元件耐热性能设计方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101368606A (zh) * 2008-08-13 2009-02-18 奇瑞汽车股份有限公司 一种非光滑结构制动盘及其制造方法
CN101493856A (zh) * 2009-02-18 2009-07-29 中国科学院金属研究所 研究船用曲轴红套过程结构变形的方法和预防变形的措施

Also Published As

Publication number Publication date
CN110781629A (zh) 2020-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110781629B (zh) 一种对流散热系数的确定方法及系统
Raj et al. Numerical investigation of fluid flow and heat transfer characteristics on the aerodynamics of ventilated disc brake rotor using CFD
Chen et al. Simulation of metal flow during friction stir welding based on the model of interactive force between tool and material
CN113792432A (zh) 基于改进型fvm-lbfs方法的流场计算方法
Belhocine et al. Finite element analysis (FEA) of frictional contact phenomenon on vehicle braking system
Campobasso et al. Turbulent unsteady flow analysis of horizontal axis wind turbine airfoil aerodynamics based on the harmonic balance Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations
Vidiya et al. Experimental and Numerical Thermal Analysis of Formula Student Racing Car Disc Brake Design.
Harikrishnan et al. Unsteady flow and heat transfer characteristics of primary and secondary corrugated channels
Isaev et al. Comparative analysis of the calculation data on an unsteady flow around a circular cylinder obtained using the VP2/3 and fluent packages and the Spalart-Allmaras and Menter turbulence models
Park et al. Hot judder simulation of a ventilated disc and design of an improved disc using sensitivity analysis
Schneider et al. Large-eddy simulations of flow and heat transfer in heated concentric annulus with inner cylinder rotation
Prakash et al. CFD analysis of flow through a conical exhaust diffuser
Ouahabi et al. Application of the turbulence models at low reynolds number for horizontal-axis wind turbine design by using computational fluid dynamics (CFD)
Hunt et al. A coupled simulation approach to race track brake cooling for a GT3 race car
Mahesh et al. Flow and heat transfer analysis of variable diameter circular pillar disc brake rotor using CFD
Mostefa et al. Thermoelastic Analysis of Disk Brakes Rotor
Ali et al. Thermal modeling of disc brake rotor in frictional contact
Dey et al. Computational Fluid Dynamics Approach for Frictional Heat Flow Analysis During Friction Stir Welding Process
Mahammad et al. CFD and CAE approach for brake rotor thermal analysis
Roux et al. Simulation of material consequences induced by FSW for a trigonal pin
Hecker et al. Prediction of the windage heating effect in steam turbine labyrinth seals
Jaligama et al. Cfd and thermal analysis of atv disc brake
Wang et al. Computational study of drag increase due to wall roughness for hypersonic flight
Zhang et al. Thermoelastic vibration analysis of disc brake based on multi-physical field coupling method
Chaudhary et al. Coupled CFD Simulation of Brake Duty Cycle for Brake System Design

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant