导读:本文包含了电热耦合模拟论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:电热高温场,密闭,煤层增透,瓦斯渗流
电热耦合模拟论文文献综述
张波[1]（2019）在《电热高温场下预抽钻孔瓦斯渗流THM耦合数值模拟研究》一文中研究指出我国煤矿低渗透气性煤层较多,存在瓦斯抽采困难问题,根据升温促进煤层瓦斯解吸和增加煤层透气性的原理,提出了利用加热电缆加热煤层提高瓦斯渗透率的新思路。论文采用了理论分析和数值模拟结合的方法,基于多孔介质弹性力学、渗流力学和热力学等理论,系统研究了电热高温场影响下煤层中瓦斯运移变化规律,建立了包含煤层变形、瓦斯渗流、瓦斯吸附以及温度效应的热-流-固-损伤多场耦合数学模型,并将模型应用到加热强化预抽瓦斯工程实践中。以贵州省煤层采掘工作面为研究目标,选取松河矿K15煤层进行了不同加热孔温度(200℃、400℃、600℃和800℃)条件下煤体损伤区数值模拟和密闭采掘工作面瓦斯抽采效果的数值模拟研究。主要研究成果如下:(1)针对煤的裂隙-孔隙结构特征,建立了包含温度效应的渗透率动态变化方程。在此基础上分别建立了煤体变形应力场方程、瓦斯运移渗流场方程、温度场控制方程和热损伤方程。联立上述方程得到了包含煤体变形、瓦斯渗流、温度场以及热损伤效应的热-流-固-损伤多场耦合数学模型。(2)以加热预抽煤层瓦斯增加煤层渗透性为背景,利用COMSOL Multiphysics软件对热-流-固-损伤耦合数学模型进行了数值求解。结果表明:温度场对煤体热损伤、弹性模量和渗透率的影响具有一致性,当温度大于600℃时,温度越高,煤层热损伤、弹性模量和渗透率影响程度越高;温度小于400℃,温度对煤层热损伤、弹性模量和渗透率影响较小,究其原因,在600℃以上时煤体内部发生了大面积热损伤。(3)以贵州省松河煤矿为工程背景,利用建立的热-流-固-损伤耦合数学模型进行了电热高温场下密闭采掘工作面瓦斯抽采数值模拟研究。结果表明:在抽采孔和加热孔的作用下,煤层内的瓦斯压力随抽采时间增加而持续减小,时间越长煤层内残余瓦斯压力越低。煤层瓦斯压力受抽采孔和加热孔的影响范围沿抽采孔和加热孔不断向外扩大,并逐步扩展到整个煤层。加热孔温度在400℃以下时对煤层瓦斯抽采效果提升并不明显,600℃以上对煤层瓦斯抽采增益效果显着,加热孔温度在400℃~600℃处于过渡段。(本文来源于《贵州大学》期刊2019-06-01）
刘中兴,李扬磊,伍永福,董云芳,官卜瑞[2]（2019）在《电极插入不同深度下稀土电解槽电热场耦合模拟》一文中研究指出运用数值模拟软件COMSOL研究了不同电极插入深度下3kA钕电解槽的电热场。结果表明,电解槽槽电压随着阴阳极插入深度的递增而降低,槽体的整体温度随着阴阳极插入深度的增加而下降。结合实际生产经验与本研究结果,认为电极插入深度220mm比较适宜,且整个电解过程相对稳定,能够达到槽体电压、温度分布等方面的要求。(本文来源于《有色金属(冶炼部分)》期刊2019年01期）
常颖[3]（2018）在《GaAs HBT功率放大器的电热耦合模拟》一文中研究指出现代无线通信技术的高速发展导致了射频功率放大器(RF PA)的重要地位。砷化镓(GaAs)异质双极型晶体管(HBT)因其良好的功率密度、线性度、高频特性和电流推动能力,成为高频功率放大器的主要发展方向。在雷达、光通信、移动电话等领域都有GaAs HBT功率放大器的广泛应用。但与此同时,片上功率密度大,使得电路正常工作时的温度很高,影响了电路的性能和可靠性。因此,温度分布的研究对于HBT功率放大器的设计来说至关重要。给出芯片的温度分布,在电路仿真和版图设计的时候充分考虑温度分布的影响,能够提高电路设计的准确性。本文主要对GaAs HBT功率放大器进行稳态温度分析,目的旨在流片前比较精确地计算出射频功率放大器的芯片结温和温度分布。首先比较了叁种广泛使用的温度分析方法,在分析了现有方法的不足之后,提出了改进型的电热耦合迭代温度分析方法。该方法是在传统电热耦合迭代的基础上,分别对热学模型和电路模型进行改进:(1)改进点一:在建立热学模型的过程中,相对于传统的简单多层结构假设和整体热加载方式,提出对芯片进行有源区热加载的热学模型。针对8指功率单元Q80的自热温度仿真表明,采用有源区加载的热学模型使得温度精度提升了14。(2)改进点二:基于传统VBIC电路模型,考虑到实际功放设计中器件常采用并联多指形式,在传统单阶热电网络的基础上,进一步结合EDA软件分析温度分布与功耗密度及版图结构参数之间的关系,提出采用分布式的VBIC电路模型。该模型通过引入指间分布式热阻网络描述了HBT的指间电热耦合效应,并给出了模型参数关于版图结构的表达式。针对功率单元Q80的电热耦合迭代结果表明,使用分布式VBIC模型的迭代收敛速度提升30%,误差提升超过20%。最后使用苏州英诺讯公司的YP163137 GaAs HBT射频功放芯片为模型进行仿真和红外测试。结果表明,相对于传统方法,改进后的温度分析方法片上峰值温度的误差降低了8,迭代收敛时间提高了25%,温度分布误差降低了13.6%。研究结果表明,本文所提出的改进型电热耦合迭代方法具有良好的精度和速度。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-04）
刘振伟[4]（2017）在《X65管线钢管闪光对焊电热场和热力场耦合数值模拟及接头性能研究》一文中研究指出本论文通过试验研究和数值模拟相结合的方法,分析了X65管线钢管闪光对焊过程中的电、热和力叁场耦合问题及接头缺陷的形成机理,为管道闪光对焊工艺在高级别管线钢管焊接中的应用提供了基础数据和理论指导。建立了闪光对焊接头的电、热和力多场耦合模型,对X65管线钢管闪光对焊过程中的电、热和力学行为进行了研究。在电热耦合模型中综合考虑了材料相变和温度对材料热物性的影响,利用“生死”单元法和单元实体分层加载模拟闪光烧损和产热问题,获得了X65管线钢管闪光对焊接头在闪光阶段的温度场分布规律和不同闪光速度条件下焊接接头的温度变化规律。在热力耦合模型中,利用刚粘塑性接触分析,模拟了闪光对焊顶锻阶段接头的变形,获得了焊接接头的应力应变曲线和不同顶锻留量条件下端面质点的位移变化规律。利用上述模型分析了焊接工艺参数对焊接接头热、力行为的影响,优化了X65管线钢管闪光对焊的工艺参数。对X65管线钢管闪光对焊焊接接头力学性能、显微组织分析和焊接缺陷形成机理进行了研究。接头的金相分析表明焊接的高热输入使接头焊缝区和部分热影响区的晶粒粗化,形成魏氏组织,降低了接头的冲击韧性。力学性能测试结果表明接头的显微组织变化是造成接头塑性和韧性差的主要因素,但由于接头处因顶锻压力形成了较高的位错密度,接头的抗拉强度反而较高。不恰当的焊接工艺易形成过烧、夹渣和灰斑缺陷,焊缝断口的灰斑缺陷内部和边缘的密集裂纹导致接头脆性解理断裂。(本文来源于《青岛科技大学》期刊2017-04-20）
王宁[5]（2016）在《连续式石墨化炉动态电热耦合的数值模拟与优化研究》一文中研究指出石墨材料具有良好的耐热性、导电性、导热性、化学稳定性、可塑性等特点,被广泛应用于冶金、化工、机械等领域。以石油焦为原料运用传统办法生产散装石墨需经过焙烧、石墨化两个生产工序,工艺耗时长、耗能高、成本高,无法满足市场需求。鉴于散装石墨产量供不应求,本课题组与辽阳炭素炉窑设计研究所合作,在借鉴传统电煅炉和矿热炉的基础上,通过改变供电方式、走料方式及炉型结构等方式,提出一种连续式石墨化炉的新炉型。本石墨化炉不但简化了生产工序,将焙烧和石墨化合二为一,还具有冷却更安全、可实现连续排料、电耗低至1500kW·h/t等优点。为验证新炉型的可行性和安全性,本文主要研究内容如下:(1)本文结合传热学理论和石墨化炉炉体散热特性,采用VC++语言编制通用GUI(Graphical User Interface)程序,对炉体与环境界面换热系数进行编程与应用,实现炉衬组合的计算机优化模拟。结果表明:炉体以辐射换热为主;炉体表面温度主要影响辐射换热系数,200℃时辐射换热系数是对流换热系数的2倍;炉体的保温效果与炉体长度无关;炉衬材料炭黑和轻质耐火粘土砖的厚度取0.35m为最佳,并在此基础上确定了石墨化炉的结构参数。(2)本文采用连续介质假设,在Euler场中建立粘性流模型,基于Fluent的二次开发功能,在流体力学方程组的基础上通过编译UDS(Use-Defined Scalars)、UDF(Use-Defined Function)、UDM(Use-Defined Memory)等方式建立动态电热求耦合求解的计算模型,解决了前人无法模拟流动物料电热耦合的问题,本计算模型可为以后学者解决类似问题提供理论参考。并对煅后石油焦颗粒在二维石墨化炉冷态模型内的下降行为进行研究,实验测得了 3-10mm煅后焦颗粒的动力粘度为0.1Pa-s。应用计算模型的模拟结果与文献中的实验数据符合较好,进一步验证了本文所建立计算模型的准确性。(3)应用本文所建立的计算模型,实现了连续式石墨化炉流动物料加热的电热耦合模拟,得到炉内电场、温度场、流场的分布规律。结论如下:数值解的独立性表明差分格式对模拟结果影响较小,时间步长100s、网格单元平均尺寸0.04m为最佳;采用大截面的电极可以得到更合理的电势分布;电极柱上的电场强度很小,仅为0.009V/m以下;炉中心最高温度可达2740K,完全满足石墨化所需温度;炉衬温度分布合理,满足炉衬材料的使用温度;电场强度和电流的最大值都出现在电极附近,炉内电场强度最大值为94.8V/m,电流最大值为10400A;流场分布合理;电场-温度场-流场的模拟结果能满足连续石墨化生产的基本要求。(4)研究电压大小和排料速率对动态电热耦合场的影响规律。研究表明:排料速率越小,升高电压对温度场的影响就越明显;石墨化炉为达到石墨化温度,排料速率不应超过0.05mm/s,且不能一味地通过升高电压使中心温度达到石墨化温度;排料速率每降低0.005mm/s,电炉温度约可升高200-300K以上;若计算工况下电炉的大部分位置处的温度都高于2473K,则炉内电流密度差别很小;电流分布趋势与温度的分布是相同的,电流和温度同时在电极附近达到最高值;排料速率0.03mm/s、电压62-64V和排料速率0.035mm/s、电压67V的生产工况是比较合理的,对应石墨化炉的日产量分别为24709kg/d 和 28827kg/d。(本文来源于《东北大学》期刊2016-12-01）
逯艳青[6]（2012）在《电热耦合作用下TiAl及TA7粉体SPS过程的数值模拟》一文中研究指出放电等离子烧结（SPS）是近几年来采用的一种快速制备新型材料的高新烧结技术，其与传统的烧结技术相比较，具有烧结时间短、升温速度快等优势，在新材料的研究领域中备受关注。随着计算机技术的迅速发展，运用有限元软件进行SPS数值模拟的方法得到了广泛的应用。本文以TiAl粉体为试样，运用ANSYS12.1软件建立二维轴对称SPS电热两场耦合数值模拟，分析烧结过程中试样的径向和轴向的温度分布、电流密度分布及其它们的梯度分布情况。分析结果表明：不同网格划分对烧结系统的温度影响不大，对电流密度有一定的影响。系统的径向和轴向均存在温度和电流密度分布不均的现象。径向方向上，温度和电流密度由试样中心向试样边缘递减；轴向方向上，温度以试样中心为对称轴对称分布，电流密度从试样上边缘向下边缘递减。本文分别改变模具的径向尺寸、轴向尺寸和施加的电流，分析它们对粉体烧结产生的影响。结果表明：模具径向和轴向尺寸的减小都会使系统的温度和电流密度升高，烧结时间缩短，当径向尺寸优化为30mm，轴向尺寸优化为64mm时，试样的温度梯度和电流密度梯度最小，使烧结材料均匀。施加的电流增大一倍时，烧结时间只需109s，缩短了431s，节约能源，但是温度梯度和电流密度梯度有所增加；施加的电流减小一倍时，烧结时间需要9454s，增加了数十倍，消耗能源增加，但是温度梯度和电流密度梯度减小很多。本文以钛合金TA7为试样，采用原系统和优化后系统分别进行数值模拟，验证优化后的系统对TA7的适用性。(本文来源于《燕山大学》期刊2012-10-01）
钟慧文[7]（2012）在《基于流形的电热多物理场耦合数值模拟方法》一文中研究指出电热多物理场耦合是一个极为复杂的物理过程,该物理过程中通电、加热同时进行,材料温度变化剧烈,属性极不均匀,电和热两个物理场之间存在强烈的交互作用。耦合过程中,材料的电阻率、导热系数等导电导热性能随工作温度的变化而改变,材料的这些系数的改变将影响材料的性能,进而影响材料内部电场和温度场的分布；电和热等不同性质的物理参数多,各种物理参数之间相互影响,部分参数可以直接控制和检测,而部分参数只能通过调节其他参数间接地控制。在实际的生产中,广泛地存在着电热多物理场耦合的物理过程,电热镦粗是一种典型的电热多物理场耦合塑性加工工艺过程。因此,通过对耦合过程中电和热相互作用机理的研究对指导实际生产过程具有重要意义。本文基于国家自然科学基金《电热镦粗成形电热力多物理场耦合大变形机理研究》,运用数值流形方法推导电热多物理场耦合数值流形格式,建立基于流形方法的电热多物理场耦合机制,模拟电热镦粗成形预热阶段电热多物理场耦合物理过程,揭示电热镦粗成形预热阶段电热多物理场耦合中电场和温度场的分布规律。主要内容如下：1.采用流形方法推导了电场的数值流形格式,建立了电场求解的数值流形方法,编写了基于流形方法的电场数值模拟程序。将模拟程序应用于电镦成形预热过程的电场分布分析,采用不同网格数量和不同覆盖函数对电位分布进行模拟,并以有限元分析软件Marc分析结果作为基准,结果表明：流形方法中,采用相同覆盖函数时,随着网格数量的增加,计算精度升高；采用相同网格数量的流形单元时,随着覆盖函数阶数的增加,计算精度升高；采用较少数量的网格即可得到与有限元方法相同的计算精度。2.采用流形方法推导了温度场的数值流形格式,建立了温度场模拟的数值流形方法,编写了基于流形方法的温度场数值模拟程序。将模拟程序应用于电镦成形预热过程的温度场分布分析,采用不同网格数量和不同覆盖函数对温度场分布进行模拟,并以有限元分析软件Marc分析结果作为基准,结果表明：流形方法中,采用相同覆盖函数时,随着网格数量的增加,计算精度升高；采用相同网格数量的流形单元时,随着覆盖函数阶数的增加,计算精度升高；采用较少数量的网格即可得到与有限元方法相同的计算精度。3.建立了电热耦合数值模拟的流形格式,编写了基于流形方法的电热耦合数值模拟程序,并将模拟程序应用于电镦成形预热阶段的电热耦合分析,揭示了电热镦粗成形预热阶段电场和温度场的分布形式,结果发现：电热镦粗成形预热阶段,材料内部的电位分布并非呈现均匀状,在靠近材料端面处,等位线较均匀且稀疏,在靠近夹持电极处,等位线较密集并呈现弯曲状；材料内部的温度最高处位于端部,在靠近端部附近,等温线较密集,而在中间及顶部,等温线较稀疏。(本文来源于《广东工业大学》期刊2012-06-08）
门正兴[8]（2010）在《电阻连续加热成形电—热—力耦合试验及模拟》一文中研究指出传统的热成形工艺由于高耗能、低材料利用率和较长的生产周期已难以满足当今社会对材料成形领域提出的节能、低耗、绿色制造的要求;另一方面,随着时代的发展,新型材料的不断产生,其成形窗口窄,对温度敏感,成形过程中相变复杂等特点也为材料成形提出了更高的要求。为了适应产业发展的需求,许多新兴的加工技术手段应运而生,不仅扩展了材料成形的领域,也改变了锻造行业落后的面貌。连续加热成形技术是将加热过程贯彻到整个成形过程的先进成形技术,它将连续加热技术和传统的锻造成形技术相结合,以保证材料始终在锻造温度内实现塑性变形,在发挥传统成形方法优势的同时,大大的降低了成形力,减少了零件的整个生产周期,减少了能量的损耗,避免了由于工件多次加热对成本和产品质量的影响,越来越受到人们的关注,其中电阻连续加热成形技术尤为引人瞩目。电阻连续加热成形技术是采用电阻加热方式在成形工件的工作位置对工件实行的局部或整体的加热,并在成形过程中不断的为工件加热使之始终处于高温状态。电阻加热具有热效率高、设备简单、控制方便、受模具结构影响较小等特点,是连续加热成形技术的理想热源。更为重要的是,在电阻连续加热成形过程中,工件中由电流通过而引起的电场将对金属的变形行为进行改善。但是,电阻连续加热成形技术是一个复杂的成形过程,涉及到电学、传热学、塑性成形力学、材料科学、计算机控制技术等多门学科,影响因素众多且相互之间的关系复杂,阻碍了电阻连续加热技术的进一步发展。本文在对以往连续加热成形技术的研究基础上,对电阻连续加热成形技术进行的分类,并通过自主设计的电阻连续加热成形装置对42CrMo4棒料进行了热成形试验并成功的开发了能够模拟电阻连续加热成形过程的电-热-力耦合有限元模型,为今后电阻连续加热成形的发展提供了坚实的基础。本文首先根据电极与成形工件的关系将电阻连续加热成形技术的模具结构分为叁类,即电极不与工件直接接触、电极直接与工件接触及电极与模具、工件部分接触叁类,并将电阻连续加热成形系统分为加热系统、温度控制及检测系统、成形系统、绝缘系统四个子系统。采用电极不与工件直接接触的模具结构设计了42CrMo4棒料电阻连续加热成形试验装置。将电阻连续加热成形过程分为成形前模具内加热和电阻加热情况下的成形两个部分,通过试验的方法分别研究了工艺参数、材料性能、模具结构及铝合金垫层等对加热温度、工件温度场分布、成形力和成形过程的影响,并对成形过程中产生的缺陷进行了研究,分析了缺陷产生的机理并提出了解决的方法。由于电阻连续加热成形过程包括了导电、导热和塑性变形的复杂非线性过程,采用试验的方法难以对其进行全面深入的研究。而目前真正的电-热-力耦合模拟还无法实现,因此本文采用将电-热耦合和热-力耦合分别计算后顺序耦合的方法,建立了电阻连续加热成形技术的电-热-力耦合有限元模型。通过模拟与试验结果的对比,在电-热耦合中建立的电阻率与接触面温度成反比关系的接触电阻模型能有效的反映加热过程中接触电阻对加热温度的影响,验证了数学模型的准确性,得到了电阻连续加热过程中温度、电流密度、应力应变及等分布,为复杂零件的电阻连续加热成形和进一步的优化参数提供了条件。为了使工件在电阻连续加热成形过程中温度保持恒定,在成形过程中对加热电流强度的适当控制是该方法成功与否的关键。为了得到合理的加热电流强度曲线,采用拉丁超立方抽样方法及二次多项式相应法建立了加热电流与与坯料温度之间的十元二次近似模型,并采用遗传算法对加热电流强度进行参数优化,从而得到等够在成形过程中保持坯料温度变化在12 oC左右的加热电流曲线。(本文来源于《重庆大学》期刊2010-12-01）
史炎冰[9]（2009）在《多层高密度互连在静电脉冲作用下的时域非线性有限元电热耦合模拟》一文中研究指出本论文首先提出了用时域非线性有限元(NTD-FEM)来高效求解稳态和瞬态热传导问题的方法。同时,该方法引入了预条件共轭梯度法和逐单元并行技术来求解由有限元法形成的大型稀疏矩阵,从而增加了计算效率,并减小内存消耗。此外,包括随温度变化的电导率和热导率等材料非线性因素也严格包含在了计算中。保证了计算结果的精确性。之后,本论文利用该方法对超大规模集成电路中多层高密度互连结构在静电脉冲(ESD)作用下的瞬态热响应作了系统的研究。通过对符合国际半导体技术蓝图(ITRS)所制定90-、65-、45-以及32-nm规范的互连线阵的精确建模和计算,深入分析和讨论了不同波形静电脉冲激励下结构的温度分布、最高温度以及温度上升时间的变化。最后,本论文使用该方法对有源功率器件——砷化镓场效应管在高功率脉冲下器件内部的热堆积问题进行了模拟。并详细研究了脉冲信号功率、间隔时间、频率等不同参数对温度响应的影响。(本文来源于《上海交通大学》期刊2009-01-01）
王乃龙,刘淼,周润德[10]（2004）在《用有限差分法实现集成电路的电热耦合模拟》一文中研究指出文章详细介绍了一种用于集成电路自热效应研究的电热耦合模拟软件(ETsim2)。针对具体的集成电路封装结构以及特定的封装材料,该软件利用有限差分数值算法(FDM),求解叁维热扩散方程;对集成电路芯片进行了精确的叁维热学分析和电学性能验证。(本文来源于《微电子学》期刊2004年03期）
电热耦合模拟论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
运用数值模拟软件COMSOL研究了不同电极插入深度下3kA钕电解槽的电热场。结果表明,电解槽槽电压随着阴阳极插入深度的递增而降低,槽体的整体温度随着阴阳极插入深度的增加而下降。结合实际生产经验与本研究结果,认为电极插入深度220mm比较适宜,且整个电解过程相对稳定,能够达到槽体电压、温度分布等方面的要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电热耦合模拟论文参考文献
[1].张波.电热高温场下预抽钻孔瓦斯渗流THM耦合数值模拟研究[D].贵州大学.2019
[2].刘中兴,李扬磊,伍永福,董云芳,官卜瑞.电极插入不同深度下稀土电解槽电热场耦合模拟[J].有色金属(冶炼部分).2019
[3].常颖.GaAsHBT功率放大器的电热耦合模拟[D].东南大学.2018
[4].刘振伟.X65管线钢管闪光对焊电热场和热力场耦合数值模拟及接头性能研究[D].青岛科技大学.2017
[5].王宁.连续式石墨化炉动态电热耦合的数值模拟与优化研究[D].东北大学.2016
[6].逯艳青.电热耦合作用下TiAl及TA7粉体SPS过程的数值模拟[D].燕山大学.2012
[7].钟慧文.基于流形的电热多物理场耦合数值模拟方法[D].广东工业大学.2012
[8].门正兴.电阻连续加热成形电—热—力耦合试验及模拟[D].重庆大学.2010
[9].史炎冰.多层高密度互连在静电脉冲作用下的时域非线性有限元电热耦合模拟[D].上海交通大学.2009
[10].王乃龙,刘淼,周润德.用有限差分法实现集成电路的电热耦合模拟[J].微电子学.2004