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【专家讲座】公司组织开展热结构耦合计算专项培训
来源:西安航天源动力工程有限公司 | 发布时间:2019-07-17 | 浏览:435次 【关闭此页

7月12日,公司热能科技事业部靳磊工程师就热固耦合对于设备类产品的结构设计与优化方面的应用在公司进行分享与讨论。公司以液体火箭发动机的喷雾、燃烧、传热以及系统工程为基础,开发了大量的应用于石油化工、电力以及节能环保领域的核心设备,而这些设备所处的环境往往非常恶劣,例如处于高温高压环境的煤化工类燃烧设备、高温腐蚀性环境的各类喷嘴以及复杂环境的容器等。这就要求设计人员面对实际问题要全面考量多个物理场(例如温度场、应力场、流场等)叠加对设备乃至系统造成的影响。对于复杂环境下的设备去测试其所处的物理状态非常困难,而随着有限元技术及计算机应用技术的成熟,催生的多物理场耦合迭代手段对于设备结构的设计以及优化具有显著的优势。



培训从热结构耦合的基本理论出发,主要考虑单相以及双向耦合即位移与温度的映射关系是否可逆,对于燃烧设备以及常见的静态设备而言单相耦合基本可以满足设计要求,而对于摩擦生热类型(回转机械以及刹车鼓等)则必须使用双向耦合来满足位移与温度之间的可逆映射关系。此外从计算的形式方面就稳态热与瞬态热,静力结构与瞬态结构之间的关键参数如导热系数、比热、弹性模量、泊松比以及热膨胀系数等进行了剖析,对于这些参数的理解以及设置直接决定了计算结果是否可靠。


在介绍完基本理论之后针对上述不同情况分别对泵壳的瞬态热应力以及水煤浆烧嘴喷头的稳态热-静力结构进行案例分析。针对案例就Ansys Workbench的操作方法、泵及烧嘴喷头的物理模型、网格划分、相关参数的查找途径、边界条件的设置、计算模型的选取、计算结果的处理等方面进行介绍并对计算中可能出现的难点及易忽略问题进行分析。



在案例分享完毕后,与会人员对于设备结构强度的影响因素如何在热固耦合计算中体现以及如何简化计算提高计算效率进行了讨论,针对不同的应用环境就热固耦合计算的准确性以及可参考性进行分析。整个分享过程深入浅出,贴合实际,为公司设备类产品在结构及优化设计方面提供了更为接近实际状态且简洁高效的分析手段。

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