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龍圖騰網(wǎng)恭喜重慶大學(xué)申請的專利基于旋轉(zhuǎn)熱管的高速電主軸流-熱-固耦合特性仿真方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115292852B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-15發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202211077713.9，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/17；該發(fā)明授權(quán)基于旋轉(zhuǎn)熱管的高速電主軸流-熱-固耦合特性仿真方法是由馬馳;羅方瓊;劉佳蘭;王時龍設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-09-05向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本基于旋轉(zhuǎn)熱管的高速電主軸流-熱-固耦合特性仿真方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于旋轉(zhuǎn)熱管的高速電主軸流?熱?固耦合特性仿真方法，包括如下步驟：步驟一：根據(jù)高度電主軸的發(fā)熱、散熱條件以及幾何約束條件設(shè)計旋轉(zhuǎn)熱管的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并將設(shè)計得到的旋轉(zhuǎn)熱管置入到高速電主軸內(nèi)；步驟二：建立旋轉(zhuǎn)熱管的氣液相變模型，對旋轉(zhuǎn)熱管進(jìn)行流體模擬分析，以揭示旋轉(zhuǎn)人管在高速電主軸復(fù)雜工作條件下的蒸發(fā)段機(jī)理和填充率對旋轉(zhuǎn)人管散熱性能的影響；步驟三：建立帶有旋轉(zhuǎn)熱管的高速電主軸的流?熱?固耦合特性模型，對高速電主軸進(jìn)行瞬態(tài)傳熱分析并得到溫度場，對高速電主軸進(jìn)行瞬態(tài)變形分析并得到變形場。能夠揭示旋轉(zhuǎn)熱管對高速電主軸的流體?熱?固相互作用特性的作用機(jī)制。

本發(fā)明授權(quán)基于旋轉(zhuǎn)熱管的高速電主軸流-熱-固耦合特性仿真方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于旋轉(zhuǎn)熱管的高速電主軸流-熱-固耦合特性仿真方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟一：根據(jù)高速電主軸的發(fā)熱、散熱條件以及幾何約束條件設(shè)計旋轉(zhuǎn)熱管的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并將設(shè)計得到的旋轉(zhuǎn)熱管置入到高速電主軸內(nèi)；步驟二：建立旋轉(zhuǎn)熱管的氣液兩相流相變模型，對旋轉(zhuǎn)熱管進(jìn)行流體模擬分析；步驟三：建立帶有旋轉(zhuǎn)熱管的高速電主軸的流-熱-固耦合特性模型，對高速電主軸進(jìn)行瞬態(tài)傳熱分析并得到溫度場，對高速電主軸進(jìn)行瞬態(tài)變形分析并得到變形場；所述步驟二中，以ANSYSFLUENT構(gòu)建旋轉(zhuǎn)熱管的氣液相變模型，利用VOF模型模擬氣液相變過程中的質(zhì)量轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換過程，利用Lee模型模擬氣液兩相在蒸發(fā)、沸騰和冷凝過程中的機(jī)理；利用VOF模型模擬氣液相變過程中的質(zhì)量轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換過程的方法為：定義旋轉(zhuǎn)熱管中的氣相和液相的體積分?jǐn)?shù)分別為αV和αL，在計算區(qū)域中的每個網(wǎng)格單元中，滿足以下連續(xù)性方程： 其中，ρL表示液相的密度；ρV表示氣相的密度；u表示動力粘度；Sm,L和Sm,V分別表示液相和氣相的質(zhì)量源項；表示梯度算子；動量方程為： 其中，I表示一個單位張量；FCSF表示由連續(xù)表面張力產(chǎn)生的體積力的源相；ρ表示混合相密度；p表示管內(nèi)壓強(qiáng)；uT表示速度矢量g表示重力加速度；能量方程為： 其中，e表示內(nèi)能；k表示熱導(dǎo)率；T表示溫度；SE表示能量轉(zhuǎn)換源項；密度ρ、導(dǎo)熱系數(shù)k和動力粘度u通過混合相的體積平均求解，利用平均質(zhì)量求解內(nèi)能e： 在表面張力的作用下引入了連續(xù)介質(zhì)表面張力模型，將界面壓力差以體積力的形式加入動量方程中；在兩相流模型中，kj＝-ki，則： 其中，σij表示表面張力系數(shù)；αi表示其中一相的體積分?jǐn)?shù)；ρ表示體積平均密度；ρi表示其中一相的密度；ρj表示另外一相的密度；ki表示表面曲率；氣液界面的接觸角為θw，則壁界面附近的單位法向梯度表示為： 其中，和分別表示靠近壁面的單位法向梯度和切向梯度；利用Lee模型模擬氣液兩相在蒸發(fā)、沸騰和冷凝過程中的機(jī)理的方法為：在蒸發(fā)過程中： 在冷凝過程中： 蒸發(fā)和冷凝過程中的能量轉(zhuǎn)換為： 其中，mLV和mVL分別表示液-氣和氣-液的質(zhì)量轉(zhuǎn)變；T表示混合相的溫度；Tsat表示工作流體發(fā)生相變時的飽和溫度；DSm表示Sauter平均直徑；ΔH表示飽和焓差；βe和βc分別表示蒸發(fā)和冷凝系數(shù)；αV和αL分別表示氣相和液相的體積分?jǐn)?shù)；ρV和ρL分別表示氣相和液相的密度；M'表示摩爾質(zhì)量；R表示理想氣體常數(shù)；SE表示能量轉(zhuǎn)換源項。

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