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02 成果掠影 近期，中國(guó)科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所Xiong Pu團(tuán)隊(duì)充分利用MXene的特性，開(kāi)發(fā)了一種用于輻射加熱的Janus織物，通過(guò)調(diào)節(jié)織物的多波長(zhǎng)輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)人熱管理。這種織物具有潛在的節(jié)能、便利甚至?xí)r尚的優(yōu)點(diǎn)。在聚酰胺織物基底的一側(cè)涂上MXene層后，Janus織物通過(guò)抑制人體輻射能量損失，使模擬皮膚的溫度提高3.4℃。

<p>在本研究中，我們基于ANSYS Workbench平臺(tái)開(kāi)展了太陽(yáng)能加熱鋁鍋的熱-結(jié)構(gòu)耦合（熱固耦合）數(shù)值模擬分析，旨在揭示鋁鍋在太陽(yáng)輻射加熱過(guò)程中的溫度場(chǎng)演化規(guī)律及其對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形的影響。太陽(yáng)能作為一種綠色可再生能源，其加熱過(guò)程伴隨著顯著的溫度梯度，尤其在鍋體壁厚不均或存在邊界散熱的情況下，更容易引發(fā)熱應(yīng)力集中和局部形變。

紅外加熱爐是一種利用紅外輻射技術(shù)進(jìn)行加熱的熱處理設(shè)備。它通過(guò)將電能轉(zhuǎn)化為紅外輻射能量，直接將熱能傳遞給物體，達(dá)到加熱的目的。紅外加熱爐的工作原理是基于物體對(duì)紅外輻射的吸收。紅外輻射能量可以被各種物體直接吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，而無(wú)需通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鱽?lái)傳遞熱量。當(dāng)物體暴露在紅外輻射源附近時(shí)，紅外輻射能量被物體吸收，使物體內(nèi)部溫度升高。

b)地板下輻射采暖系統(tǒng)配置：1)裝飾層(木地板)； 2）相變材料管道（水合鹽凝膠的三條平行管道），3）硅橡膠加熱片，4）保溫層（玻璃纖維保溫板），5)混凝土板。地板輻射采暖系統(tǒng)中3條并聯(lián)相變材料管線可實(shí)現(xiàn)4種不同的間歇放熱順序：一次放出全部熱量（c1）；連續(xù)放出間歇熱（間歇熱放出三次）（d1）；間歇放熱兩次(e1, f1)。

最近開(kāi)發(fā)了一系列先進(jìn)的功能材料和復(fù)雜的策略，通過(guò)在亞波長(zhǎng)尺度上操縱光-物質(zhì)相互作用來(lái)促進(jìn)被動(dòng)、高效和可持續(xù)的輻射冷卻性能或先進(jìn)的熱管理。但是需要注意的是，這些輻射冷卻材料和結(jié)構(gòu)都是光學(xué)靜態(tài)的，無(wú)論環(huán)境變化如何，它們通常都是作為一種冷卻方式發(fā)揮作用。人們非常希望開(kāi)發(fā)出能夠根據(jù)需要在冷卻和加熱模式之間動(dòng)態(tài)切換的先進(jìn)輻射冷卻材料。

非選擇性熱發(fā)射體在整個(gè)MIR波段表現(xiàn)出高吸收/發(fā)射，而選擇性熱發(fā)射體僅在8-13 μm大氣窗口(定義為單選擇性RC材料)表現(xiàn)出高吸收/發(fā)射，在其余的MIR波段表現(xiàn)出高反射。研究表明，與非選擇型熱發(fā)射體相比，單選擇型發(fā)射體具有更優(yōu)的亞環(huán)境制冷性能，原因是選擇型發(fā)射體可以排除大氣寄生熱（來(lái)自大氣層的加熱效應(yīng)）。

在workbench中，可以進(jìn)行熱輻射分析計(jì)算的Mechanical模塊主要有穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)耦合場(chǎng)、穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熱等，其工程圖如圖 1所示。各個(gè)模塊的輻射傳熱設(shè)置非常相近，接下來(lái)以穩(wěn)態(tài)熱模塊演示一個(gè)簡(jiǎn)單熱輻射案例。圖 1 能夠進(jìn)行熱輻射計(jì)算的Mechanical模塊現(xiàn)有一幾何模型如圖 2所示，由一個(gè)圓臺(tái)筒和位于圓臺(tái)筒中心的小圓柱體組成。

<p><strong>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;激光加熱及激光焊接非常常見(jiàn)，，如何仿真激光焊接過(guò)程的熔深及路徑上的熱應(yīng)變呢？本貼以激光加熱為例，模擬高斯分布熱源勻速經(jīng)過(guò)兩塊金屬體接縫處的場(chǎng)景。本例還適用于激光加熱，粒子轟擊加熱等以移動(dòng)的高斯熱源加熱的場(chǎng)景。

熱的對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射是熱量傳遞的三種方式，熱輻射是指物體通過(guò)電磁波來(lái)傳遞能量（熱量，其實(shí)就是溫度的高低）。說(shuō)人話就是物體放在那里就會(huì)通過(guò)輻射傳遞熱量，當(dāng)然一般我們見(jiàn)到的都是兩種或者三種方式的熱量傳遞過(guò)程。其實(shí)很好區(qū)分，對(duì)流和傳導(dǎo)需要其它介質(zhì)參與，而輻射只需要那個(gè)物體在就會(huì)進(jìn)行輻射。 理解完輻射，來(lái)說(shuō)輻射模型，既然有了輻射這種現(xiàn)象，我們?nèi)绾蚊枋隹臻g種能量輻射的過(guò)程？對(duì)，輻射模型就是做這個(gè)的。

摘要：為了實(shí)現(xiàn)承壓設(shè)備總裝環(huán)縫局部熱處理，基于中頻感應(yīng)加熱技術(shù)，研究了超厚板在感應(yīng)加熱過(guò)程中的溫度分布規(guī)律及溫度均勻性。熱處理過(guò)程中均溫區(qū)的溫度均勻性是保證局部熱處理效果的關(guān)鍵。以馬鞍形厚板為研究對(duì)象，進(jìn)行感應(yīng)加熱試驗(yàn)，利用布置在不同深度的熱電偶測(cè)量感應(yīng)加熱過(guò)程中沿壁厚方向的溫度演化曲線。同樣，將感應(yīng)加熱應(yīng)用于加氫反應(yīng)器筒體，測(cè)量感應(yīng)加熱過(guò)程中沿軸向方向的溫度演化曲線。

本案例采用INTESIM-Multiphysics分析軟件，對(duì)電磁爐物體加熱模型進(jìn)行電磁-熱耦合分析，首先建立渦流場(chǎng)分析，利用軟件的耦合模塊，模擬電磁生熱到熱場(chǎng)的物理量傳遞過(guò)程，查看整體的溫度分布，最終得到電磁爐渦流場(chǎng)生熱過(guò)程的溫度分布，及被加熱物體的溫升。

概述 對(duì)于齒輪的感應(yīng)加熱熱處理過(guò)程，本文通過(guò)循環(huán)對(duì)稱(chēng)齒輪模型的感應(yīng)加熱案例簡(jiǎn)單介紹Marc的相變熱處理仿真方法和流程。 循環(huán)對(duì)稱(chēng)模型仿真須滿足模型結(jié)構(gòu)和邊界條件都遵循循環(huán)對(duì)稱(chēng)條件，從而在很大程度縮減模型規(guī)模、簡(jiǎn)化模型，減少求解時(shí)間和內(nèi)存需求，實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的網(wǎng)格，更詳細(xì)地研究模型。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)圓環(huán)的三維模型處理2、學(xué)習(xí)圓環(huán)輻射熱分析步的建立3、學(xué)習(xí)圓環(huán)輻射熱分析的載荷施加4、學(xué)習(xí)圓環(huán)輻射熱的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.案例介紹了ANSYS workbench 圓環(huán)輻射熱分析。

紅外發(fā)射率（Emissivity,ε）作為表征材料表面熱輻射能力的核心物理參數(shù)（定義為物體在相同溫度下輻射能量與理想黑體輻射能量的比值，0≤ε≤1），其數(shù)值大小深刻影響著材料與外界環(huán)境的熱交換過(guò)程。這一參數(shù)并非固定不變，而是受材料成分、表面粗糙度、工作溫度及觀測(cè)波段等多種因素的綜合調(diào)控。

<p>本案例建立了一立方體結(jié)構(gòu)的保溫箱，通過(guò)保溫箱內(nèi)壁的熱輻射作用，引發(fā)了保溫箱內(nèi)放置物體的溫度升高，由于物體內(nèi)產(chǎn)生了溫差，又引發(fā)了物體本身的熱膨脹變形效應(yīng)。

01 概述 OVERVIEW 對(duì)于齒輪的感應(yīng)加熱熱處理過(guò)程，本文通過(guò)循環(huán)對(duì)稱(chēng)齒輪模型的感應(yīng)加熱案例簡(jiǎn)單介紹Marc的相變熱處理仿真方法和流程。