冷熱的案例
案例分享 | 新菱冷熱在建筑空調設計中的CFD運用
新菱冷熱株式會社
建筑工程公司的設計工程師通過與BIM（建筑信息建模）高效合作，充分利用CFD分析價值。
http://www.shinryo.com/en/index.html
成立時間：1956年2月23日
地點：日本東京新宿
資產：35億日元
雇員人數：1948人（截至2013年9月底）
在呼吁解決能源問題的同時，建筑物的生命周期中消耗的能源的減少是不可避免的問題。為此建筑物的空調設計是關鍵。新菱冷熱工業在建筑設備的設計、施工方面有著很高的業績，通過構建BIM系統并嵌入CFD，設計人員自己進行分析，創造能夠設計最適合空調設備的環境。
新菱冷熱公司是一家在建筑用空調設計和安裝方面的領先公司。他們長期為整個城市提供地區供暖和制冷系統，其產品質量受到高度重視。新菱冷熱公司的目標是通過實施環境工程技術的進步，實現人類生活和環境的相互可持續性。
新菱冷熱公司使用3D-CAD的30年經驗是幫助該公司持續生產低成本和高質量服務的主要因素之一。他們開發了自己的BIM兼容軟件，S-CAD，基于Syspro的3D-CAD軟件設計草稿，這是建筑設計師經常使用的。S-CAD除了制作3D施工圖之外，還準備了3D檢查、施工模擬、管道等干涉檢查、靜壓、揚程計算和材料統計功能等。另外，利用3D激光掃描儀對現有設備進行3D建模的功能也正在開發中。
來自新菱冷熱株式會社的Ken Fukada是研發中心CFD解決方案小組的研究員，他解釋說，該公司十年前就開始使用S-CAD。自Fukada加入公司以來，他本人一直在使用CFD。業務中心的S-CAD已經建立了教育體制，新員工在進行了半年的現場研修后，學習了S-CAD的操作和設備設計的基本知識。
展開 新能源領域電連接器冷熱沖擊CAE仿真分析初探
總結：
綜上所述，電連接器領域的冷熱沖擊仿真分析，需要考慮界面接觸、注塑殘余應力、玻纖方向、熔接線的影響，對于有玻纖的材料，需要使用Digimat等軟件進行復合材料擬合，與模流軟件及結構類軟件進行聯合仿真，CAE仿真分析結果可能才會趨于實際試驗結果；
此次分析結果沒有考慮嵌入件在合模、注塑過程的預應力影響，在實際產品注塑過程中，嵌入件合模受壓或者注塑過程因為注塑壓力不均導致嵌入件有預應力存在，也會影響冷熱沖擊試驗的結果；
小結：本文基于一個簡單的開裂測試模型，綜合分析了CAE分析冷熱沖擊試驗過程的影響因素，實際產品的分析過程會更加復雜，還需要進一步的探索與積累；
本文原創首發自公眾號：阿毅工作室，轉載請注明出處！
更多資訊及合作，請發郵件或者關注微信公眾號！
Email：82085494@qq.com
展開 浙江師范大學＆香港理工大學Nature子刊: 冷熱交替條件下二維層狀材料室溫熱釋催化產氫
從室溫15 oC到65 oC的冷熱循環溫度曲線
d. 熱釋催化產氫量
圖五 熱釋催化降解有機染料結果
a. 15 oC到65oC 的冷熱循環下，RhB（5 mg L?1）染料溶液吸收譜的變化
b. RhB降解率隨熱循環次數的變化。插圖是熱釋催化降解RhB染料的實驗照片。
【小結】
本文報道了對稱性破缺的二維層狀材料的熱釋催化產氫和降解有機染料現象。在熱循環條件下，經在24個冷熱循環激勵下，每克催化劑分解水的產氫量高達540微摩爾。在熱循環5次后，熱釋催化降解RhB溶液降解率可達到99%。該研究工作對于推動利用環境冷熱變換能來分解水制備清潔氫能及降解染料廢水方面具有很好的應用前景。
文獻連接：Room-temperature pyro-catalytic hydrogen generation of 2D few-layer black phosphorene under cold-hot alternation (Nat. Commun., 2018, DOI:10.1038/s41467-018-05343-w）
展開 【CAE案例】閥門冷熱沖擊的仿真模擬
鑒定工作分為兩個階段，閥門需要經受1000次開關操作與10次冷熱交替沖擊（在1秒左右，溫度變化為285℃/60℃）。在這些操作后，將檢查閥門的內部密封性、外部密封性與可操作性。在仿真模擬中，我們只考慮冷熱沖擊對閥門密封性的影響，更具體而言，我們將考慮閥座內襯的應力狀態。
圖1 閥座內襯
根據計算結果可以預估閥座內襯開裂的風險，從而對閥門的內部密封性進行判斷。實際上，熱沖擊造成閥座的徑向開裂是閥門密封性喪失的主要原因。在本案例中，也將仿真結果與實驗結果進行了對比和討論。
02 仿真過程
首先使用通用CFD仿真和Syrthès進行3D耦合計算，得到了閥門內的溫度場。模擬的閥門冷熱沖擊溫度變化如下圖所示，然后將所得到的溫度場投影到力學計算網格上。
圖2 閥門所受冷熱沖擊示意圖
之后會在通用結構仿真軟件中進行3D熱彈性計算，最后再對殘余應力進行計算。殘余應力的計算需要分為三部分：首先是非線性熱計算；之后進行冶金計算，以考慮溫度變化對材料熱學性能的影響；最后進行熱應力計算。由于閥座內襯是鎢鉻鈷合金。這是一種鈷基材料，其在快速冷卻過程中的冶金轉變尚不清楚。因此，無法進行冶金計算。此外，由于閥門內部的焊接過程是手工進行的，因此熱量的輸入實際上會較實際值偏小。
03 結果展示
閥門在受到熱沖擊0.1秒時的溫度場如圖3所示，可以發現閥門下游的加熱或冷卻比閥門其他部分更快。與裝有41個熱電偶的閥門受熱沖擊的實驗結果相比，總體結果除了最初的較短時間以外，偏差在可接受范圍內（圖4）。
圖3 閥門在0.1秒時刻的溫度分布圖4 閥門熱沖擊后計算溫度與實驗溫度的差值
在進行熱彈性計算時，閥門在沖擊開始后約0.2秒(圖5)，閥座內襯達到正交應力(導致開裂的應力)的峰值。內襯在熱沖擊時被壓縮(- 650 MPa)，在冷沖擊時被拉伸(+ 950 MPa)。
展開 
免費領視頻：加快冷熱葉片轉換過程
本視頻將闡述西門子能源業務部如何使用 Simcenter 在一個分析步驟中完成冷熱葉片轉換。詳細了解他們的驗證方法以及他們對于結果的信心。
高效的葉片形狀對于設計高效的渦輪機至關重要。壓縮葉片幾何體首先定義用于熱葉片形狀的運行。在制造之前，必須進行逆向工程，轉變為冷葉片形狀，而這通常需要迭代式有限元方法。本次網絡研討會將闡述西門子能源業務部如何使用 Simcenter 在一個分析步驟中完成冷熱葉片轉換。此方法最快可以比傳統迭代方法快五倍，而準確度級別相當。
詳細了解我們的冷熱葉片轉換變形和葉片耐久性問題解決方案
學習內容：
西門子能源業務部如何在一個分析步驟中完成冷熱葉片轉換變形分析
為何 CAD 和仿真數據之間的密切耦合可以加快變形分析并提高工作效率
對比其他求解器進行應力和模態分析驗證
確定葉片制造形狀和施加的載荷
發動機葉片的一個主要設計標準就在于，能夠執行一定數量的設計循環，而不會由于應力疲勞發生失效。本次網絡研討會將闡述西門子能源業務部如何使用 Simcenter 解決方案識別應力和發動機載荷較大的區域。他們還會分享他們關于機械應力模型的驗證研究結果。
聆聽西門子能源業務部專家的見解
Simon Jackson
首席分析工程師 , Siemens Energy Industrial Turbomachinery Ltd, UK
西蒙·杰克遜是英國 Siemens Energy Industrial Turbomachinery 有限公司機械完整性方面的首席分析工程師。
他于 1990 年獲得斯塔福德郡大學機械工程學士學位。從那以后，他一直在林肯郡的燃氣輪機裝置部門工作。起先負責發電機組設計，最近 20 年來負責壓縮機/渦輪葉片和渦輪盤的應力、壽命和振動分析。
展開 液晶顯示屏冷熱沖擊測試申請流程
四、實驗室設備參數
試驗溫度范圍：-40℃～150℃
高溫設定范圍：0℃～150℃
低溫設定范圍：0℃～-40℃
溫變速率：≤5Min
內箱尺寸：800×800×800mm
五、液晶顯示屏冷熱沖擊測試申請流程：
1.提供測試條件，安排寄樣
2.填寫申請表
3.蓋章回傳申請表
4.出具報價單
5.付款
6.收到申請表/報價單回傳和款項后，開案
7.測試完成
8.出具冷熱沖擊測試檢測報告
9.完成
【轉】汽車產品環境冷熱沖擊試驗研究
冷熱沖擊試驗研究 目前，各工程師在制定標準，執行標準時對于溫度變化類的試驗有很多不同的見解，且此類試驗名稱過多，導致實際應用中出現了一些不恰當的使用方法。本文特對溫度變化類試驗進行解讀，一方面對各類試驗項目進行分析，另一方面推薦使用合適的標準項目..
汽車產品環境冷熱沖擊試驗研究.doc
賓大科學家發現腫瘤冷熱與PD-1/L1治療效果直接相關
腫瘤還分冷熱，乍一聽，有點類似于中醫常說的“陰盛陽衰”。但實際上，這是基于腫瘤內免疫細胞的數量、類型和狀態的一個新的分類。如果癌細胞周圍識別癌細胞的免疫細胞多，那這個腫瘤就是“熱腫瘤”，反之則是“冷腫瘤”。
而研究人員之所以關心癌細胞的冷熱，是因為“免疫檢查點抑制劑”對大量“熱腫瘤”有非常好的效果，對“冷腫瘤”則基本無效。而這類療法是通過影響不同類型的T細胞從而來啟動抗癌免疫攻擊，如果腫瘤內本來就沒有什么T細胞，檢查點抑制劑的治療效果差似乎也說的過去。
但直到現在，癌癥生物學家們卻沒有找到一個明確的證據說明其中緣由。近日，來自賓夕法尼亞大學Abramson癌癥中心(ACC)的一個研究小組發現，腫瘤是否熱或冷是由癌細胞本身嵌入的信息決定的。在本周發表在《Cell》旗下《Immunity》上的一項新研究中，該團隊探討了“腫瘤異質性”的作用，這項新發現可以幫助腫瘤學家根據患者獨特的腫瘤組成，為其定制更準確地免疫治療方案。
另外，賓大醫學院和其他研究機構最近的研究表明，T細胞被腫瘤吸引的程度受特定于該腫瘤的基因調控。論文資深作者，賓大佩雷爾曼醫學院，ACC胰腺癌研究中心主任Ben Stanger博士表示：“對于許多癌癥患者來說，針對免疫細胞所產生的有希望的結果并不存在爭議，但并不是每個人都會對這種治療產生反應。每個腫瘤都是不同的，所以我們正在研究如何利用腫瘤細胞的潛在生物學成功治療更多的癌癥患者。”
據了解，腫瘤多樣性的一部分包括免疫細胞的數量和類型，且這些免疫細胞會成為癌變物質的一部分。
為了生長，腫瘤需要躲避免疫系統的攻擊，一般情況下，通過兩種方式發生：
發展為具有有限數量的T細胞的冷腫瘤
或通過耗盡T細胞而成為熱腫瘤，
有效地保護腫瘤細胞免于被病人的免疫系統發現。
展開 關于冷熱交替疲勞的模擬
本人是新手，由于最近要做冷熱交替疲勞分析，請各位大拿教我該怎么做，謝謝各位
不銹鋼水瓶保溫瓶，冷熱不銹鋼瓶 CAD 模型，帶完整組件和塑料蓋 ￥2
不銹鋼水瓶保溫瓶，冷熱不銹鋼瓶 CAD 模型，帶完整組件和塑料蓋
水瓶mug 500ml.STEP
實例篇：進氣歧管冷熱交換時的墊片分析 ￥2
今天這個例子帶來的是冷熱交換時的墊片密封性能分析，用到的實例是一個簡化的進氣歧管以及端蓋，如下圖
整個分析的過程中要考慮螺栓的預加載、卸載，整體模型進氣、出氣的溫度變化，以及墊片非線性在受壓、釋放過程中的變化，比較復雜，相關工況說明如下
分析步
1
2
3
4
5
6
溫度（℃）
20
20
150
-40
20
20
螺栓狀態
預緊
維持
維持
維持
維持
卸載
氣壓（MPa）
/
/
0.678
0.678
/
/
用到的材料gasket的壓力-閉合曲線如下圖
整個動態展示是這樣的
為了更好的完成這個分析，我們先進行一個二維gasket的簡單壓縮分析
1 中間夾層gasket分析
1.1 建模說明
1.1
之后賦予簡單的steel材料屬性——截面屬性
對于gasket的夾板，材料定義如下
1-2
選取截面屬性的時候，other——gasket，其余默認
1-3
1.2 加載分析
對于分析步，采用非線性分析步，初始步長取0.01，共兩個分析步
step-1中對steel上板施加強制位移1，step-2中恢復
1.3結果分析
最后得到的結果如下
2 進氣歧管分析
2.1 導入模型，劃分網格
在這里，劃分網格的方法有很多，也可以到專業的畫網格軟件（如hypermesh）中進行前處理之后導入
2.2賦予相關屬性
這里的材料與之前的類似，可以借用
2.3 建立分析步
合計6個分析步，每個初始步長取
展開 
蘇州大學嚴鋒團隊《AM》：輕重皆宜，冷熱不懼—電場誘導的梯度離子凝膠，用于仿生離子手指
將該柔性離子傳感器與軟體機器人觸控結合，對輕重(300 Pa到2.5 Mpa)，冷熱(-108 ℃到300 ℃)物體都具有優異的抓取和反饋能力，表現出在復雜危險環境中的應用前景。相關工作以“Electric‐Field‐Induced Gradient Ionogels for Highly Sensitive, Broad‐Range‐Response, and Freeze/Heat‐Resistant Ionic Fingers”為題發表在《Advanced Materials》上。
【梯度離子凝膠的制備】
將單體、光引發劑和季戊 四醇四乙烯基咪唑二氰胺（[VIm] [DCA]，作為陽離子交聯劑）的混合物溶解在乙腈中，并注入兩個透明電極（ITO玻璃）之間。隨后施加外加電場，在電場誘導作用下，陽離子交聯劑遷移向負極遷移，并在溶液中形成濃度梯度差。然后，在室溫下使用紫外光固化以獲得梯度有機凝膠，，再將制備的梯度有機凝膠進行溶劑交換，即可制備梯度離子凝膠。
基于IL的梯度離子凝膠的機理和制備方法
【陽離子交聯劑梯度分布的表征】
通過冷凍干燥的梯度離子凝膠的SEM圖像（橫截面），可以測算出梯度離子凝膠的平均孔徑分布，孔徑從陰極側（≈0.8μm）到陽極側（≈18.7μm）增大。
展開 獨特雙夾層設計，冷熱液體，一杯攜帶！
設計師Sarah和Ed喜歡喝咖啡
在已經攜帶一個水瓶的情況下
往往還需要攜帶第二瓶咖啡
很快發現兩個瓶子很笨重
并且需要大量空間
這需要一個簡單的解決方案
以幫助我們以節省空間
輕松便捷的方式攜帶咖啡和水
經過搜索他們發現不存在這樣的設計
因此決定自己來設計
它就是——
DUO
結束攜帶兩個瓶子的斗爭
而是與DUO一起攜帶冷熱液體！
擺脫兩個瓶的困擾
隨處攜帶DUO
享受最喜歡的所有飲料組合
使內瓶和外瓶共享相同的重心可確保更高的穩定性
它允許一個瓶子倒空而另一個瓶子裝滿
而不會導致瓶子翻倒
DUO的1L外瓶由rPET（回收的聚對苯二甲酸乙二醇酯）制成
這意味著將使用回收的塑料
（否則將殘留在垃圾填埋場或更糟的海洋中）
本來可以選擇使用便宜的塑料
而且價格便宜得多
但是相信我們應該歸功于子孫后代在保護地球的前提下竭盡所能
內置的350ml不銹鋼瓶是雙壁真空絕緣的
這意味著熱量不會從熱液體傳遞到外瓶中的液體
它將使您的熱飲和冷飲保持涼爽
不銹鋼也是可重復使用的
并且可以輕松回收。
展開 基于Z型微熱管陣列的頂部液冷熱管理系統實驗研究
但傳統的底部液冷熱管理系統（TMS）散熱性能較差，容易導致鋰離子電池（LIB）模塊出現明顯溫差。
02
成果掠影
近期，北京工業大學趙耀華老師團隊以Z型微熱管陣列（MHPA）為核心傳熱元件，建立了基于Z型MHPA的頂部液冷（TLC）TMS。通過與傳統底部液冷TMS的比較，分析了基于Z形MHPA的TLC TMS的熱管理性能。結果表明，在環境溫度40℃、冷水入口溫度25℃的條件下，底部液冷TMS已無法滿足模塊2C充放電倍率下的熱管理要求。相比之下，基于Z型MHPA的TLC TMS可保證模組最高溫度低于55℃，3C充放電倍率下電池與模組液面溫差可控制在4℃以下。基于Z型MHPA的TLC TMS不僅能有效延緩高充放電倍率下電池的溫升，還能顯著降低溫差；其熱管理性能明顯優于底部液冷TMS。研究成果以“Experimental study on top liquid-cooling thermal management system based on Z-shaped micro heat pipe array”為題發表于《Energy》。
展開 板式換熱器優化設計方法
當冷熱介質流量比較大時，可采用以下方法降低換熱器的阻力，并保證有較高的傳熱系數。
① 采用熱混合板
熱混合板的板片兩面波紋幾何結構相同，板片按人字形波紋的夾角分為硬板 (H)和軟板 (L)，夾角 (一般為 120。左右 )大于 90。為硬板，夾角 (一般為 70。左右 )小于 90。為軟板。熱混合板硬板的表面傳熱系數高，流體阻力大，軟板則相反。硬板和軟板進行組合，可組成高 (HH)、中 (HL)、低 (LL)3種特性的流道，滿足不同工況的需求。
冷熱介質流量比較大時，采用熱混合板比采用對稱型單流程的換熱器可減少板片面積。熱混合板冷熱兩側的角孔直徑通常相等，冷熱介質流量比過大時，冷介質一側的角孑 L壓力損失很大。另外，熱混合板設計技術難以實現精確匹配，往往導致節省板片面積有限。因此，冷熱介質流量比過大時不宜采用熱混合板。
② 采用非對稱型板式換熱器
對稱型板式換熱器由板片兩面波紋幾何結構相同的板片組成，形成冷熱流道流通截面積相等的板式換熱器。非對稱型 (不等截面積型 )板式換熱器根據冷熱流體的傳熱特性和壓力降要求，改變板片兩面波形幾何結構，形成冷熱流道流通截面積不等的板式換熱器，寬流道一側的角孑 L直徑較大。非對稱型板式換熱器的傳熱系數下降微小，且壓力降大幅減小。冷熱介質流量比較大時，采用非對稱型單流程比采用對稱型單流程的換熱器可減少板片面積 15% 一 3O% 。
③ 采用多流程組合
當冷熱介質流量較大時，可以采用多流程組合布置，小流量一側采用較多的流程，以提高流速，獲得較高的傳熱系數。
展開 