内阻取值方式对锂电池热模型精度的影响

采用恒定法及动态法对单体三元锂离子电池热模型中内阻参数的取值进行研究。建立了电池三维热模型,分析了不同内阻取值方式对锂离子电池热模型精度的影响,通过Ansys workbench中的瞬态热分析模块对25℃下不同倍率放电时的电池温升情况进行建模仿真,并与实验结果进行对比。结果表明:取动态内阻的热模型仿真曲线相对于恒定内阻仿真曲线的精度明显更高,在1C、2C、3C放电倍率下,仿真曲线与实测曲线的最大偏差分别为0.43、0.52、0.97℃,平均偏差分别为0.20、0.15、0.49℃。     

热失控状态气液两相的锂离子电池建模及修正方法研究

锂离子电池在应用过程中因滥用而发生热失控现象,导致电池内部产生大量气体,传统的固液两相模型难以准确描述热失控机理。针对以上问题,以18650电池组为研究对象,构建气液两相的锂离子电池模组的电化学-热耦合模型,研究了热失控气体对锂离子电池内部应力、温度、电解液浓度的影响规律,同时利用COMSOL Multiphysics 5.5软件进行了有效性验证和理论模型修正。研究结果表明,锂离子电池热失控气体对电池内部应力、温度、电解液浓度有着明显的正反馈影响规律。内部应力的理论修正值与仿真值峰值均在相近时刻出现,且误差为0.04 MPa,计算精确率提高了80%。电池内部温度到60℃左右时发生热失控,产生的热失控气体在内部温度升高到160℃时被点燃,640 s时达到最高仿真温度,修正温度分别为177、172℃,热失控气体产生的热点现象是影响电池包内部的温度分布不均的主要原因。电解液浓度理论修正值和仿真值从1 200 mol/m³同步下降至837 mol/m³,形成气液两相流,电解液与电极材料反应和分解造成了电解液浓度降低。     

退役锂电池快速评价及分选方法研究

针对退役锂电池梯次利用的问题,分析总结了现有梯次利用锂电池一致性判断方法的局限性。根据锂电池放电状态过程中不同放电倍率下对应的状态电压和状态电阻对不同单体锂电池的表现不一致性,提出了一种锂电池评价指标电池系数;根据该指标利用层次聚类分析和最小二乘原理建立了一套关于锂电池快速评价分选的流程,实现了对退役锂电池的快速分选。实验结果表明:通过该流程对锂电池的评价和分选最多只需要进行一次放电。     

不同气氛下柴油机排气微粒的燃烧特性实验研究

柴油机排气微粒捕集器的关键技术之一就是捕集器的再生.应用热重/差热同步分析仪,在空气、氧气两种气氛下对柴油机排气微粒进行燃烧特性实验,并就微粒的失重曲线和燃烧特性曲线、燃烧特征参数以及燃烧反应动力学等方面进行了分析.结果可以为柴油机排气微粒捕集器再生技术的实施提供指导和依据.     

骨料烘干煤粉燃烧器一次风参数设计与分析

煤粉燃烧过程非常复杂,影响煤粉燃烧器稳定工作的因素有很多。针对特定的煤粉燃烧器,基于煤粉燃烧机理,采用Gambit软件对燃烧器进行建模和结构化网格划分,并在Fluent软件中选取拉格朗日/欧拉法、P1辐射模型、混合分数/概率密度函数法、动力/扩散反应速率模型、Realizable kappa-epsilon湍流模型以及Simple算法等对煤粉燃烧器进行燃烧分析。研究了一次风不同条件下燃烧器内部场的变化并对其进行数值分析和仿真,其结果与燃烧理论有较好的一致性。并依此给出一次风合理取值范围为20m/s~30m/s,一次风旋流强度合理取值为1,为煤粉燃烧的合理控制提供了重要的参考依据。     

基于DOE的二冲程汽油机Wiebe燃烧参数优化研究

对于在GT-Power一维性能仿真建模中难以准确选取燃烧参数的问题,以1台二冲程汽油机为研究对象,利用DOE方法对SI Wiebe燃烧模型参数进行拟合优化研究。研究结果表明:Wiebe燃烧特性参数在不同转速范围内有很大变化;在小负荷工况下,发动机缸内燃烧持续期会较长,而在大负荷工况时,缸内进气量充足,燃烧速率变快,因此燃烧持续期较短。最终绘制出各个负荷范围内燃烧参数变化MAP图,并通过验证可知:数值模拟结果与台架试验数据对比误差降低到4%左右。由此得到准确的一维整机性能模型。     

熵热系数取值方式对锂离子电池热模型精度的影响

为了提高锂离子电池热模型的生热仿真计算精度,研究了熵热系数取值方式对三元锂离子电池热模型精度的影响。在所建立方形电池的三维热物理模型的基础上,考虑到三元电池熵热系数的非平滑变化规律,提出了电池熵热系数的分段式表征模型。通过仿真、实验分析研究了所提新模型与传统熵热系数取值方式在常温(25℃)自然对流、不同放电倍率条件下的电池温升,结果表明:采用变熵热系数的热模型精度高于传统定熵热系数热模型,其在1C、1.5C、2C放电倍率下的仿真曲线最大误差和均方根误差均明显小于后者,其最大误差在所进行实验中均在1℃之内。     

威风扫地的F-2

2007年10月31日上午,日本航空自卫队的一架F-2战斗机,在名古屋机场起飞过程中坠毁。当时,F-2已滑跑至起飞跑道尾端。在飞机即将离地时,似乎是舵面失控,飞机擦地并起火燃烧。在飞机爆燃起火的瞬间,两名飞行员启动弹射装置成功逃生。F-2是日本20世纪90年代研     

基于ANSYS Workbench的角接触球轴承摩擦热仿真研究

为探究角接触球轴承的生热和机械性能对其工作精度和使用寿命的影响，课题组基于Palmgren摩擦生热理论，建立了轴承热 结构耦合模型；利用ANSYS Workbench有限元仿真软件分析了不同转速和载荷对轴承温升的影响，求解出轴承零件的温度分布；将仿真结果与实验结果的变化趋势进行比较，验证理论模型的正确性，最后得到轴承的热特性规律。结果表明：随着内圈转速的加快和轴向载荷的增大，各部件的温度都会升高，其中滚珠的温度升高幅度最大；且转速对生热量和温升的影响更显著。该研究结果可为轴承结构的热优化设计提供参考。     

航空超薄压气机叶片堆焊修复强制对流冷却方法

针对航空压气机叶片堆焊修复过程中的冷却要求,选择典型特征点计算出焊接过程的热循环曲线,提出基于氩气垂直射流的强制冷却方法。通过建立射流简化模型仿真得到氩气冲击冷却在壁面上的对流热通量分布曲线,再将仿真结果以边界条件的形式施加到焊接模型中,计算了不同冲击高度及不同喷嘴直径下壁面的压力、流量、对流热通量分布情况以及不同入口流速对冷却性能的影响。根据计算结果,选取最优参数,建立移动热沉模型,计算出不同热沉间距下的冷却效果。结果显示:采用冲击高度4d,喷嘴直径2 mm,入口流速35 m/s,热沉距离7mm的参数,冷却时间可缩短12.5%,采用的冷却方法可加快试片与夹具间隙的传热效率,缩减热影响区域,提升冷却速率。     

当心身边的锂电池

锂电池是智能手机和平板电脑最常用的电源。然而,连续几起手机锂电池爆炸事件却让人胆寒。消防部门通过实验证实,锂电池一旦发生物理损伤就会发生膨胀、冒烟,尤其在沾水后,锂电池会释放出更多的热量。     

基于遗传算法的导弹弹射内弹道参数优化数值仿真

为了正确研究导弹弹射过程中火药燃烧、物质流动、能量转换以及导弹运动的规律,需要建立弹射内弹道数学模型并进行数值仿真求解,对内弹道模型参数的优化是建立内弹道模型的重要部分。应用遗传算法建立了一种内弹道模型参数优化的计算方法,完成了对5个待定参数的寻优计算。优化目标为理论计算值与实验值的吻合程度。实验结果表明:优化后的参数可以有效提高内弹道数学模型的精度和可预见性,从而验证了将遗传算法应用到内弹道参数优化中的可行性和有效性,为正确地仿真导弹弹射过程和精确计算导弹飞行轨迹提供了理论依据。     

氨基化多孔二氧化硅微球对阿司匹林的担载及释放

通过碱溶蚀法制备多孔二氧化硅微球,并对硅球进行氨基化改性.以阿司匹林为模型药物,在pH=7.4的PBS溶液中,研究氨基化改性对硅球载药量和药物释放行为的影响.实验结果显示:氨基化改性后多孔二氧化硅的药物担载能力增强,药物释放速率降低.实验结果表明氨基化改性获得的纳米二氧化硅可以作为一种药物载体,在药物控制释放领域有一定的应用前景.     

合成药物对微生物代谢抑制作用的量热法研究

本文研究了细菌在合成药物抑制作用下的代谢过程的热功率_时间曲线,按指数生长模式根据曲线计算出了在给定条件下的生长速率常数,并得到速率常数与药物浓度间的关系,确定了最佳用药量.     

基于有限元的热裂法切割液晶玻璃的仿真分析

介绍了激光热裂法,即利用移动热源控制裂纹切割玻璃。运用有限元软件Ansys的参数化设计语言建立二维模型,对激光扫描玻璃模型进行仿真。通过该仿真研究了切割过程中裂纹尖端附近的应力和裂纹尖端的应力强度因子,讨论了激光功率和激光扫描速度两关键加工参数对切割的影响,并给出了裂纹可连续扩展的加工参数范围。仿真结果表明,以裂纹尖端的应力强度因子为参考进行仿真,可以更直观的解释热裂法机理,并可以对实际激光切割液晶玻璃的加工参数进行更准确的预测,从而减少实际切割的盲目性。     

车用螺旋型水道永磁同步电机温升特性

为了解决车用单向螺旋型水道永磁同步电机局部温度过高,提出一种对流双水道冷却模型。基于传热学和流体力学,采用磁热耦合法对某额定功率为38 kW的单水道水冷永磁同步电机进行电磁场与温度场的仿真计算,得到了电机各位置温升分布情况;再将仿真计算结果与台架温升试验测试结果对比分析,相对误差为3%,验证了仿真计算方法的准确性;最后,在原有样机模型基础上建立对流双水道与单水道模型,将2种模型的温升仿真对比分析。结果表明:对流双水道电机模型在38 kW、4 000 r/min运转时绕组端部最高温度降低5.3%,在74kW、10 000 r/min运转时间增加6.6%。     

箬叶多糖和硫多糖对细菌生长代谢作用的热化学探讨

用微量热法测定了箬叶多糖和硫多糖对大肠杆菌作用的热功率输出曲线 ,得到了在不同条件下大肠杆菌生长代谢过程的速率常数和传代时间等参数 .实验结果表明 ,硫多糖F3 在低浓度时对大肠杆菌生长代谢有促进作用 ,在高浓度时有抑制作用 ;而箬叶多糖F3 和硫多糖F4在低浓度时对大肠杆菌生长代谢几乎无抑制作用 .这为揭示多糖类药物的生物效应 ,将它们用于预防或医治疾病 ,以及进行药理学和毒理学研究提供了可靠的信息     

城市生活垃圾焚烧的智能控制策略

垃圾焚烧是城市生活垃圾无害化、减量化和资源化处理的理想手段。针对控制策略不当导致的严重污染与能源浪费,探讨了智能控制策略在垃圾焚烧控制中的应用。剖析了垃圾燃烧控制的难点,讨论了垃圾焚烧炉燃烧过程的控制论特性,研究了与控制论特性匹配的控制策略,构造了基于仿人智能的基本控制算法。实验仿真验证了该算法的强抗扰动能力,在过程参数大幅度变化时仍表现出极强的鲁棒性。仿真研究结果表明:采用仿人智能控制算法对垃圾焚烧杜绝污染与能源浪费是合理可行的。     

磁流变液屈服应力测试装置温度场优化

磁流变液（magnetorheological fluid,MRF）屈服应力测试装置在工作运行过程中产生了大量的热,导致测试装置温度升高,屈服应力测试精度下降的结果;同时对磁流变液特性也造成了很大的影响。课题组基于FLUENT软件对测试装置进行仿真分析,以提高测试精度。首先,设计屈服应力测试装置,建立包含漆包线、装配间隙等特征的测试装置温度场模型;其次,对测试装置进行网格划分并运用仿真软件对温度场变化进行模拟研究;最后,在仿真模型的基础上,对漆包线绕组综合热导率和测试装置装配间隙进行分析。研究得到了温度对装置的影响规律,确定了最佳综合热导率及装配间隙;并确定该装置测试屈服应力时的最佳温度场。温度场研究提高了该装置对屈服应力测试的精度。     

一种基于干扰观测器的伺服系统设计

将摩擦力的Stribeck曲线作为伺服系统的摩擦模型,提出用干扰观测器来补偿摩擦力对伺服系统低速运行的影响。在对象的名义模型正确条件下,干扰观测器和反馈控制器的设计可以分开独立进行。低频时,产生的系统特性类似名义模型的特性,并从理论上保证了被控对象参数不确定时的鲁棒性,同时摩擦对伺服系统输出的影响等于零。仿真实验表明了该控制策略的有效性。