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热力联合作用下壁板结构相似准则研究

汇报人：

2024-01-20

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目录

引言

热力联合作用下壁板结构相似准则理论分析

数值模拟与实验验证

不同参数对壁板结构相似准则影响研究

壁板结构优化设计及性能评价

结论与展望

01

引言

国内在壁板结构相似准则方面已有一定的研究基础，主要集中在实验研究和数值模拟方面，但在考虑热力联合作用方面仍显不足。

国内研究现状

国外在壁板结构相似准则研究方面起步较早，已形成了较为完善的理论体系，并在实验验证和工程应用方面取得了显著成果。

国外研究现状

未来壁板结构相似准则研究将更加注重多学科交叉融合，结合先进的实验手段和数值模拟技术，实现更高精度的预测和优化设计。

发展趋势

本研究旨在建立热力联合作用下壁板结构的相似准则，通过实验和数值模拟验证其有效性，并应用于工程实践中的性能预测和优化设计。

研究内容

采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法，首先建立相似准则的理论模型，然后通过实验和数值模拟验证模型的准确性，最后应用于实际工程案例进行分析和优化设计。

研究方法

02

热力联合作用下壁板结构相似准则理论分析

03

热疲劳与热蠕变

探讨壁板在热力作用下的热疲劳和热蠕变现象，分析高温对壁板材料性能的影响。

01

热传导与热对流

分析壁板在热力作用下的热传导和热对流过程，探讨温度分布和热量传递规律。

02

热应力与热变形

研究壁板在热力作用下的热应力和热变形行为，分析温度梯度对壁板结构应力和变形的影响。

阐述相似理论的基本原理和适用条件，为壁板结构相似准则的建立提供理论支撑。

相似理论基础

基于相似理论，推导壁板结构在热力联合作用下的相似准则，包括几何相似、运动相似和动力相似等方面。

相似准则推导

确定壁板结构相似准则中的关键相似参数，如温度相似比、应力相似比、时间相似比等。

相似参数确定

1

2

3

采用数值模拟方法，对建立的壁板结构相似准则进行验证，分析模拟结果与理论预测的吻合程度。

数值模拟验证

设计并实施实验，对壁板结构在热力联合作用下的行为进行观测和记录，验证相似准则的正确性。

实验验证

分析数值模拟和实验验证过程中可能出现的误差来源，如模型简化、参数设置、测量精度等，提出减小误差的方法和建议。

误差来源分析

03

数值模拟与实验验证

实验材料准备

选择与实际壁板结构材料相同的试样，并进行必要的材料性能测试。

实验装置搭建

设计并搭建能够模拟热力联合作用的实验装置，包括加热系统、冷却系统、加载系统等。

实验过程实施

按照实验方案对试样进行加热、冷却和加载等操作，记录实验过程中的温度、应力、应变等数据。

对数值模拟和实验得到的数据进行整理和处理，提取关键指标和特征参数。

数据处理

结果对比

误差分析

相似准则验证

将数值模拟结果与实验结果进行对比分析，包括温度分布、应力分布、应变分布等方面的比较。

对数值模拟和实验结果之间的误差进行分析，探讨误差来源和可能的影响因素。

基于数值模拟和实验结果的对比分析，验证热力联合作用下壁板结构相似准则的适用性和准确性。

04

不同参数对壁板结构相似准则影响研究

压力梯度影响

壁板结构内外压力梯度会导致应力分布不均，进而影响相似准则的适用性。

压力大小影响

压力大小直接影响壁板结构的变形和应力水平，对相似准则有重要影响。

压力边界条件影响

不同的压力边界条件（如恒压、自由边界等）会导致壁板结构压力场分布的差异，从而影响相似准则的准确性。

材料的导热系数、比热容等热物理性能直接影响壁板结构的温度场分布和热响应，从而影响相似准则的适用性。

材料热物理性能影响

材料的弹性模量、泊松比等力学性能直接影响壁板结构的应力分布和变形行为，对相似准则有重要影响。

材料力学性能影响

材料在高温下的蠕变、松弛等行为会影响壁板结构的长期性能和相似准则的准确性。

材料高温性能影响

05

壁板结构优化设计及性能评价

相似准则的确定

根据热力联合作用下的壁板结构特点，确定影响结构性能的相似准则，如几何相似、物理相似、边界条件相似等。

包括壁板的强度、刚度、稳定性等静态力学性能指标。

静态性能指标

包括壁板的振动特性、阻尼特性等动态力学性能指标。

动态性能指标

包括壁板的热传导性能、热膨胀性能等与热力联合作用相关的性能指标。

热力性能指标

优化效果评估

根据性能对比结果，评估优化方法的有效性，分析优化后壁板结构的性能提升程度。

结果讨论与展望

对优化结果进行讨论，指出研究中存在的问题和不足，提出未来研究的方向和展望。

结构性能对比

对优化前后的壁板结构进行性能对比，包括静态力学性能、动态力学性能和热力性能等方面。

06

结论与展望

A

B

C

D

01

本研究首次系统地探讨了热力联合作用下壁板结构的相似准则，填补了该领域的研究空白。

02

创新性地提出了基于相似理论的