辅助逆变器散热器的数值模拟与优化设计

为使辅助逆变器散热器达到设计目的及与系统匹配最优,以某辅助逆变器散热器为研究对象,分析了散热器几何参数对热阻的影响。应用理论公式对高密度热流功率模块的散热器进行设计和优化,利用CFD软件对散热器的性能进行数值仿真模拟,根据仿真结果对散热器的参数进行优化。样机试制和试验结果显示,模拟仿真结果与试验数据基本吻合,误差在5%~8%。采用这种方法和思路来设计散热器,可以大大缩短产品研发周期和降低研发成本。     

HXD1C电力机车辅助变流器风道数值模拟及试验研究

对HXD1C电力机车辅助变流器用理论计算确定散热器尺寸,通过经验公式计算散热系统所需风量,用CFD软件FLUENT对风道散热系统进行了三维数值模拟分析,求解散热系统的温度场分布.通过与试验结果进行对比研究,表明计算结果满足工程运用所需的精度要求,可应用于类似系统的热分析中.     

电力机车牵引变流器水冷系统的热仿真分析

水冷系统是大功率交流传动电力机车牵引变流器安全可靠运行的基础。因其结构复杂,很难采用经验公式和理论计算进行准确的分析,而采用有限体积法对整个水冷系统进行仿真时需面临计算精度与计算机资源巨大的问题。通过运用FLUENT软件先对水冷系统管道内冷却介质的流动情况进行分析,再以计算得到的各水冷散热器入口平均流速为输入参数,然后对逆变模块和整流模块的水冷散热器温升情况进行研究,得到水冷系统的散热性能仿真结果。仿真方法的可行性和仿真结果的准确性得到了试验验证。研究结果可为牵引变流器水冷系统的热设计提供指导。     

大功率模块用水冷散热器的数值模拟与试验研究

通过数值模拟与试验研究相结合的方法,对某电力机车牵引变流器大功率模块水冷散热器的性能进行了研究。结果表明,不同的IGBT元件模型对散热器的温升及热阻计算影响较大,发热模块模型计算出的散热器最大热阻值与试验值最为接近,相差约6%;散热器的热阻随冷却液流量的增加而减小,但与模块功率的变化无明显的关系;压降随冷却液流量的增加而增加。     

基于CFD的全封闭永磁电机内部传热研究

文章以某MW级全封闭永磁电机为研究对象,提出了一种基于CFD方法的热仿真计算数学模型,通过对电机在额定工况下的温升情况进行研究分析,验证了该热仿真计算数学模型的可靠性,同时提出绕组端部直冷与绕组端部灌封两种提升电机内部传热效果的措施。采用上述模型对两种措施的传热效果进行分析,结果表明两种措施对于提升电机内部传热均具有较好的效果。     

列车高速通过站台时的流固耦合振动研究

采用计算流体动力学(CFD)和多体动力学相结合的方法研究列车高速通过站台时的风致振动及安全问题。应用有限体积法和滑移网格模拟计算方法,通过求解三维瞬态可压缩N—S方程获取列车通过站台的气动力。运用Simpack软件建立3辆编组的动车组动力学模型,轨道不平顺条件选用美国六级谱,并将用CFD得到的气动力作为激励输入动车组动力学模型,对列车高速通过站台时的气动行为进行仿真计算,得到列车高速通过站台时的振动时程曲线。计算结果表明,列车高速通过站台时,在气动力作用下3辆车均不同程度向站台靠近,且尾车的尾部向站台靠近的距离最大,达到19mm;头车向站台靠近主要是由车体的摇头运动所致,中间车向站台靠近是由车体的横向摆动所致,而尾车向站台靠拢则是由车体的横摆运动和摇头运动共同作用所致。     

机车变流装置中电力电子器件散热器的热设计

电力电子器件是变流装置中的关键部件,发热量大,其热设计的好坏直接影响系统的可靠性.文章应用CFD方法对强迫风冷散热器、水冷板和热管散热器进行了研究,结果表明,通过CFD方法对设计进行验证及优化是可行的方案,避免了因实验验证而产生的较大人力和物力的支出,缩短了设计周期.     

基于Fluent的6英寸晶闸管水冷散热器设计及优化

概述了6英寸晶闸管的水冷散热系统及模型,利用Fluent软件,采用有限元分析方法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和三维温度场模型模拟了散热器的散热过程。仿真分析了散热器台面的温度分布、流场与流动阻力、功率和流量变化时对热阻和流阻的影响。提出了散热器的优化设计方案,进行了流动与传热模拟。通过与前期试验的对比分析可知,采用Fluent仿真软件能较真实地反映水冷散热器的散热过程及内部流体的复杂流动过程,可为散热器的设计及改进提供理论依据。     

地铁车站屏蔽门渗漏风量数值分析

结合广州地铁隧道通风系统优化方案及站台设置屏蔽门后的实际情况,利用CFD计算模型分析了车站隧道采用典型气流组织方式下屏蔽门开启时的渗漏风量.分析了渗漏风量对车站公共区通风空调系统的影响,重新认识了地铁车站设置屏蔽门后地铁车站公共区的空调冷负荷.     

基于ABAQUS子模型算法的花键连接抗侧滚扭杆有限元分析

采用ABAQUS软件模拟计算了花键连接抗侧滚扭杆的受力情况.计算结果与试验结果对比表明此方法正确可靠.采用子模型的方法进一步得到花键的局部应力分布,结果表明简化整体模型的接触关系可以降低仿真分析的计算花费,提高分析效率,且子模型方法解决了网格数量太大、计算时间长以及收敛性差的问题.计算结果可为疲劳分析提供有力支持,并为...     

模型降阶方法在瞬态热仿真中的应用

为解决有限元法计算瞬态热仿真问题需要消耗大量计算机资源的问题,基于瞬态热传导方程和模型降阶方法,通过计算流体力学方法和有限元法提取IGBT风冷散热器的模型数据,再利用Krylov子空间投影法缩聚自由度建立降阶模型并求解。仿真结果对比分析表明,此方法建立的降阶模型可以准确反映物理场的特性,不仅满足精度要求,还能极大地降低计算复杂度,提高计算速度。     

轨道车辆大功率IGBT散热器的热设计与试验研究

首先应用传热学理论对肋片散热器进行热阻计算,并采用Icepak软件进行仿真,最后为了验证理论计算和仿真的精度,进行了相关的散热器热阻试验.通过对散热器理论计算、仿真计算与试验结果进行对比研究证明,仿真计算能满足工程精度要求,理论计算经过修正后也能满足工程需要.     

高大建筑空调气流组织方案研究

以北京市某精密加工车间的分层空调方案为研究对象,按照建筑的实际尺寸及空调设计参数,建立了空调气流组织的计算模型。针对夏季空调气流组织的关键技术参数诸如风口面积、送风速度、送风角度等,采用CFD软件进行了数值模拟,并对模拟结果进行了分析。为高大建筑空调工程设计提供了有益的参考。     

蜂窝轴向压缩实验与仿真分析方法研究

基于蜂窝结构轴向压缩实验,在显式动力学有限元分析仿真平台,研究单元网格大小以及蜂窝封板连接的不同模拟方法对蜂窝结构轴向吸能特性的影响。研究结果表明:单元网格尺度由2 mm减小到0.5 mm时,蜂窝结构的变形模式与实验结果逐渐吻合,蜂窝结构的平台力、平台强度以及吸能量逐渐收敛,与实验结果相比最大误差分别从30%左右降至1%左右。封板连接方式对蜂窝吸能的平台力、平台力以及吸能量影响较小,对蜂窝结构的变形模式影响更加明显,结点耦合与接触固连方式下蜂窝变形模式相似,胶接方式更符合实际情况。     

干式车载牵引变压器绕组区域动态温度计算模型

干式车载牵引变压器质量轻、安全系数高,但其内部热场随运行环境及负荷状态频繁波动。为实现干式车载牵引变压器绕组动态温度的快速计算,基于热电类比原理搭建分布式动态热网络拓扑结构,并借助CFD模型开展仿真试验,探究运行参数和风道尺寸对散热性能的影响,提出风道出口温度计算方法;基于干式车载牵引变压器绕组温升试验平台,验证动态温度计算模型的有效性。结果表明：针对不同结构参数和时变运行场景,所建绕组动态温度计算模型均能准确获取绕组区域温度分布及动态变化情况,相比CFD数值仿真节省99%以上的时间成本,有助于干式车载牵引变压器热容量的合理规划和设计效率的进一步提高。     

隧道间联络通道临界风速模型

从临界Froude数理论出发建立了计算联络通道临界风速的模型.由于尚无联络通道临界风速的试验数据可以参考,通过FDS数值模拟结果来计算隧道间联络通道临界Froude数.首先使用不同网格尺寸对不同火源热释放率工况进行了模拟,结果表明网格尺寸为0.075D*是比较合理的.通过模拟文献[10]、[11]中的2种火灾工况,说明采用FDS可以很好地模拟隧道临界风速问题;模拟分析了隧道间联络通道9种火灾工况下的临界风速结果.并将隧道间联络通道临界Froude数确定为2.46.同时讨论了影响隧道间联络通道临界风速的主要因素.     

考虑绞凸特征的输电线气动力CFD模拟

采用商用FLUENT软件,基于雷诺时均模型,以JL/G1A-630/45同心绞线为对象进行二维CFD数值计算,在网格和时间步长无关性检查的基础上,分析网格离散方式和不同雷诺数下输电线的气动力系数及Strouhal数。研究结果表明:为保障CFD数值计算的结果合理性,需开展网格和时间步长的无关性检查;结构网格较非结构网格能更好的模拟绞线的气动力;Re≤1.65×105时,具有绞凸的输电线气动力系数CFD模拟结果随雷诺数的变化规律与等参数的光圆圆截面模拟结果相似,但输电线和圆截面气动力间的数值差异随雷诺数的变化而变化;在常规导线的缩尺状态(500相似文献   

时速250公里以下客运专线(城际铁路)建筑限界研究

根据城际铁路及其列车的实际情况,以CRH系列动车组为主要计算车辆,应用ADAMS/Rail软件建立车辆动力学仿真模型,仿真计算CRH系列动车组的车体横向动态偏移量,并结合横向静态偏移量和车体制造公差确定车体动态包络线.与客运专线联调联试和综合试验测得的站台高度位置处车体最大横向偏移量对比,验证了仿真结果的可靠性.借鉴地铁限界的设置原则,根据仿真计算结果,考虑适当的安全间隙及其他限制因素,确定城际铁路建筑限界轮廓的基本尺寸.其中,最大半宽为2 200 mm,最大高度为7 250 mm;地面侧线站台限界宽度宜维持1 750 mm,地面正线站台限界宽度为1 800 mm,地下站台限界宽度取1 750 mm.该建筑限界轮廓能够适应现行桥梁和隧道设计要求.     

城轨辅助变流器热设计方法研究

针对辅助变流器热设计的需求,建立有限体积法的迭代方程,并结合城轨辅助变流器的热设计,提出热仿真的设计步骤与方法。依照此方法建立北京城轨13号线辅助变流器箱体与内部主要电气部件的数学模型,采用仿真与公式计算结合的IGBT热损耗计算方法,使用六面体网格离散时间与空间域的模型,借助流体力学软件迭代有限体积法方程进行热仿真的计算,计算结果满足温升要求。依据此热设计结果试制成样机,完成稳态温升试验,并将主要电气部件试验结果与仿真结果进行对比。结果满足设计初衷,验证了有限体积法的热仿真分析方法的可行性。     

变流器柜体结构动态冲击计算研究

分析了采用振型叠加法计算结构动态冲击响应的力学模型,在此基础上用有限元方法对某型车辆辅助变流器柜体进行了动态冲击仿真计算,运用IEC 61373标准对结构强度进行了校核。同时通过试验测试,对仿真计算的结果进行检验,验证了产品结构的可靠性和力学模型的正确性,为将仿真计算应用到产品前期开发提供了理论基础。