解维华
,
张博明
,
杜善义
,
赵淑媛
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2006.06.003
建立了高温绝热毡有效热导率的数值计算模型,分析了温度和压力对传热机制的影响.用高真空平板型石墨加热炉测量了纤维绝热毡平均温度高达860℃时的有效热导率,实验结果与理论计算吻合得很好.结果表明,当温度较低(＜400℃)时,高温隔热毡的固体传导在总体传热中占主导地位;当温度较高时(＞700℃),无论环境压力高低,辐射都成为材料内部主导的传热方式;当环境压力小于200 Pa时,可忽略气体传导的影响.
关键词:
无机非金属材料
,
有效热导率
,
热传导
,
理论模型
,
高温绝热毡
杨强
,
解维华
,
孟松鹤
,
杜善义
,
李勇霞
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150128.002
复合材料具有多尺度特性,多尺度模拟方法能够考虑细观损伤、演变对宏观材料性能和力学行为的影响,是复合材料响应分析的一种重要方法和手段.基于多尺度渐进展开理论,对复合材料弹性问题控制方程进行尺度分解,推导了细观尺度与宏观尺度的控制方程,建立了复合材料宏观和细观尺度响应之间的关联.基于协同多尺度计算策略,利用通用有限元软件的用户子程序与脚本二次开发,在宏观模型计算中实时调用细观模型进行多尺度渐进损伤模拟,实现了宏观和细观尺度的信息传递与反馈.建立的复合材料多尺度数值模拟方法可以快速集成细观损伤模型以及宏观唯象强度理论,具有良好的通用性.碳/碳复合材料拉伸模拟算例结果与试验结果吻合较好.
关键词:
多尺度分析
,
均匀化
,
局部化
,
渐进损伤
,
碳/碳复合材料
周印佳
,
孟松鹤
,
解维华
,
金华
,
杜善义
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151126.002
超高温陶瓷材料暴露于极端高温飞行环境中会导致其发生氧化,表面生成的氧化物具有不同的热物性从而对传热过程造成影响。针对预氧化的 ZrB2和 ZrB2-SiC,基于氧化模型预测氧化层(ZrO2、B2 O3、SiO2和 SiC耗尽层)厚度,利用有限元建立圆柱形代表性体积单元,并与外部高超声速流场的 CFD (Computational Fluid Dy-namics)求解器相耦合,研究了高温氧化对超高温陶瓷材料的耦合传热的影响。计算中采用分区求解方法,通过耦合界面处非匹配网格间的插值完成实时数据交换,实现了基于 Navier-Stokes 方程的流动求解器与有限元求解器的多场耦合计算。ZrB2、ZrB2-SiC 以及氧化生成物的热物性均为温度相关,通过理论计算给出了 B2 O3挥发及SiC耗尽导致的多孔结构的有效热导率和有效比热容。瞬态耦合传热分析的结果表明：ZrB2在预氧化后其热阻能力略有提高,ZrB2-SiC氧化前后的热阻变化很小,并且在相同流动环境条件下,氧化后ZrB2的热阻能力高于氧化后ZrB2-SiC的热阻能力。
关键词:
超高温陶瓷
,
氧化
,
耦合传热
,
数值模拟
,
CFD
,
有限元法
刘双
,
张博明
,
解维华
功能材料
采用能量守恒定律和光学厚近似法,建立了开孔金属泡沫有效热导率的计算模型,分析了温度和压力等因素对传热的影响,并应用高温真空石墨加热炉对开孔金属泡沫的有效热导率进行了实验测量.理论值与测量值基本吻合,各个测量点的平均相对误差<5%,最大相对误差低于10%.结果表明,开孔泡沫金属的有效热导率随温度和压力的增加而增大,在低温情况下(T<100℃),开孔泡沫金属内部的传热机制主要为固体导热;在高温情况下(T>400℃),辐射成为开孔泡沫金属的主导传热机制;在低压下,气体导热可以忽略不计,但随着压力的增大,气体导热加大对传热的影响.
关键词:
传热
,
开孔金属泡沫
,
有效热导率
