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。     

大功率铝合金散热器化学镀溶液及工艺的研究

化学镀镍磷合金已广泛应用于钢、铜、铝、塑料、陶瓷等表面的防腐、耐磨、表面装饰等领域。为适应铁路提速对机车、车辆轻量化的要求，高速列车采用了大量的铝合金件。270 km／h高速列车就采用了多种铝合金零部件，其中绝大部分产品都要求进行表面处理，图1中的铝合金水冷散热器表面就要求采用化学镀镍磷合金。水冷散热器采用防锈铝LF21，钎焊构件，     

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.     

功率模块风冷散热器性能计算方法研究

针对研制的30 t大轴重货运机车辅助变流柜中,风冷大功率模块的功率器件IGBT在开关过程中产生大量的热量,采用合适的冷却系统将产生的热量有效散发出去,保证产品和系统可靠、稳定地工作。通过理论计算,采用Fluent软件对功率模块散热器全域温度场分析相结合的方式,对散热器性能加以验证和调整,使散热效果达到最佳,满足系统要求,同时大大缩短开发周期,并能有效降低研发成本。     

IGBT模块与散热器接触界面气隙对散热的影响研究

IGBT模块与散热器接触界面使用导热硅脂来降低接触热阻,在轨道交通领域,由于运行环境的频繁振动和温度循环,使硅脂可能发生挥发、流失或干涸,从而在接触界面产生气隙,使传热条件恶化。文章通过数值仿真以及热性能试验2种方法,研究界面气隙对IGBT模块结温和壳温的影响。结果表明,在硅脂气隙产生的初期,气隙对IGBT结温的影响较小;随着气隙扩大,则会使结温明显升高,导致IGBT模块寿命降低,甚至使IGBT模块迅速损坏。     

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。     

隧道火灾温度场数值模拟和试验研究

火灾后隧道衬围岩的损坏程度与其温度场密切相关，本文应用了一种分析火灾时隧道三维瞬态温度场的半解析有限元法，它在一维方向上采用了三 数，另两组是采用了的插值函数，将三维转化为二维数值计算问题，并与试验结果进行了比较分析，为了解隧道内外火灾温度场分布和传递规律奠定了一定的基础。     

均热型热管散热器传热特性的数值分析与试验研究

针对车辆在低速运行时热管散热器散热不足问题,文章提出将普通热管散热器改成均热型热管散热器,并利用仿真软件对其进行多工况模拟计算,得到了散热器的传热性能变化规律,同时,对均热型热管散热器与普通型热管散热器进行对比试验.结果 表明:在低风速条件下,均热型热管散热器的热阻大幅度降低,并且散热器安装基板面的温度分布更均匀.     

IGBT模块功率循环能力与可靠性试验

为验证IGBT模块的可靠性,分析了IGBT模块的封装结构,并在传统IGBT模块功率循环试验的基础上建立新的模型,通过具体的试验得到IGBT模块功率循环后失效状况,并对该状况进行分析。相对传统IGBT寿命预测和可靠性评估,该功率循环的新方法更加贴合实际应用工况,对IGBT失效分析具有借鉴作用。     

网格尺寸对IGBT水冷散热器仿真结果的影响

对比分析了0.5 mm,1 mm和2 mm网格尺寸下IGBT水冷散热器CFD(计算流体力学)仿真结果,发现网格尺寸0.5 mm方案要比其余2种方案能更为准确地捕捉流场信息,其计算结果的准确性最高。研究了将细致网格CFD模型的对流换热系数分布映射到粗糙网格有限元模型的方法。利用该方法可以得到与用细致网格的CFD模型基本一致的温度结果,并可将之推广应用到风冷、油冷等散热器的仿真分析中。     

梯形轨道减振性能试验研究和数值模拟分析

结合北京交通大学地下工程实验室的减振试验,从试验结果分析、数值模拟2方面来研究梯形轨道的动力响应特性,试验结果和数值模拟都表明梯形轨道具有良好的减振性能:对28Hz以上频段引起的振动,减振效果可以达到40多dB;在对低频振动要求不太严格的地方,梯形轨道完全可以实现减振降噪的功能;为梯形轨道能够应用于地铁隧道减振提供了一定的理论支持.     

台背液压夯实处理现场试验与数值模拟研究

开展了4种不同深度(30,60,100和150 cm)和4种不同工况作用下液压夯实机处理高速公路台背的现场试验,并基于ADINA有限元分析软件建立模型对此进行了模拟研究.研究结果表明:在夯实过程中,应力从夯实区向下呈“八”字型传播,影响深度1 m以上,水平方向影响范围较小；在压力区内夯击荷载对桥台结构物影响较大,但应力小于规范规定值；在碎石与混凝土结构2种强弱材料接触面设置接触单元后,接触面的位移和应力分布更接近实际,接触面拐角有明显的应力集中.实测值和计算值部分数据吻合较好,并具有一定的规律.该试验成果和数值模拟研究可为公路台背加固工程提供重要的参考.     

地铁车辆牵引变流器的热管散热器的数值模拟

变流器采用"热管散热器+走行风冷"方式可简化柜体结构。为分析热管散热器的散热性能,利用Fluent软件分析了其流速和温度的分布特点,结果表明热管散热器在较低的车辆运行速度下仍具有较好的散热效果。实际的现场应用情况验证了仿真结果的准确性。     

某地铁车站抽水试验及降水方案数值模拟

以常州某地铁车站项目为对象,针对地铁车站降水施工,先进行抽水试验,然后针对抽水试验开展数值仿真分析;并在获得有效结果的基础上,展开整个降水施工的数值仿真模拟,依据可靠的仿真分析结果,优化了降水设计。地铁车站的施工过程中,地下水位和水头均在设计控制范围内,降水方案确保了施工安全,使后续施工按期完成。     

DF7型内燃机车散热器单节流动传热的三维数值仿真

利用FLUENT软件对DF7内燃机车散热单节的单元区域散热过程进行了三维数值分析与仿真研究,分析了空气入口质量流量对传热系数的影响,通过研究获得了计算域的温度图、速度图、传热系数和相关计算结果。论文对FLUENT软件在国产散热器设计中的应用进行了探索与实践,研究表明FLUENT软件是散热器设计计算的有用工具。     

高速铁路调跨简支箱梁足尺破坏试验与数值模拟研究

为研究高速铁路2 300 MPa新型预应力体系32.6 m调跨简支箱梁的承载能力,采用足尺破坏试验方法,对新型调跨简支箱梁施加2.55倍设计弯矩对应的荷载,测试并分析箱梁破坏全过程的整体变形、局部应变、裂缝发展状况;对该新型调跨简支箱梁破坏过程进行数值模拟,提出考虑钢筋三维增强效应的混凝土本构模型,建立足尺度三维非线性有限元模型,解决钢筋混凝土损伤模拟时间成本高、收敛难度大的问题。研究结果表明：该新型调跨简支箱梁在2.55倍设计弯矩作用下未出现严重破坏现象,箱梁依旧具有较高的安全裕度,证明该高速铁路新型箱梁结构体系的合理性与推广使用的可行性。     

数值模拟在高边坡设计方案效果评估中的应用研究

以津秦客运专线路堑高边坡工点为依托,探讨路堑高边坡工程加固分析方法,介绍数值分析方法在工程设计中的应用,为高边坡加固提供设计依据。     

翅柱式水冷散热器的性能研究

为化解强化换热与流动阻力的矛盾、优化某IGBT水冷散热器的设计,对比分析了5种不同翅柱结构(带小突起枣核状、光滑枣核状、菱形、圆形和方形)对流速、压降和温度的影响。研究结果表明:带小突起枣核状翅柱的换热效果最佳,圆形翅柱的换热效果最差;光滑的枣核状翅柱流线型最好、压降最小,方形翅柱的流线型最差、压降最大;温度对冷却介质物性参数有较大的影响,在水冷散热器的设计和使用过程中需要对温度予以关注。     

柔性管加筋注浆颗粒流数值模拟

随着计算技术的发展,采用数值模拟的方式研究均质土体中的注浆成为可能.利用离散元程序(PFC2D)对现场柔性管加筋注浆试验进行了数值模拟研究,获得了在不同围压条件下浆液扩散范围与注浆压力规律.