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World File Search System温度场
激光增材制造中扫描模式评估综述
摘要：激光增材制造（LBAM）是一组用于生产金属部件和功能分级产品的先进制造工艺。LBAM的生产要么局限于通过激光金属沉积在基体上形成薄或厚的涂层，要么局限于通过选择性激光熔化生产具有完整功能的金属产品。在每种情况下，LBAM制造的部件都需要对工艺参数进行优化，以避免出现孔隙、裂纹、热变形和机械强度等缺陷。激光扫描路径规划作为激光增材制造（LAM）过程中的关键环节，是平衡成形件温度场、避免应力集中、防止变形和开裂的有效策略。高效、准确、合理的激光扫描路径规划对于提高工艺数据的处理效率、延长激光扫描系统的寿命、提高试件的成形质量具有重要意义。通过大量研究发现，激光的扫描模式对成形过程中的力学性能和热失配引起的变形有显著的影响。因此，深入了解 LBAM 中的路径规划至关重要。我们的综述主要关注扫描模式对 LBAM 中变形、温度和机械性能的影响。最后，我们的论文讨论了当前研究的局限性以及 LAM 技术的一些未来研究。© 2021 光学仪器工程师协会 (SPIE) [DOI: 10.1117/1 .OE.60.7.070901]
电弧增材制造在半圆柱壳几何强化中的模拟
摘要：电弧增材制造 (WAAM) 是一种基于气体保护金属电弧焊的增材制造工艺。它允许通过控制焊珠的沉积和堆叠来制造大体积金属部件。除了近净成形的金属部件制造外，WAAM 还应用于结构部件（例如壳体几何形状）的局部加固。然而，此过程可能会导致不希望的热诱导变形。在这项工作中，通过实验和瞬态热机械有限元模拟研究了半圆柱壳体几何形状的 WAAM 加固引起的变形。在实验中，将焊珠施加到样品上，同时使用热电偶测量其热历史。使用位移传感器记录正在发生的变形。实验数据用于校准和验证模拟。使用经过验证的模型，可以预测样品的温度场和变形。随后，使用模拟来评估不同的沉积模式和壳体厚度与由此产生的部件变形之间的关系。调查显示，壳体厚度与变形之间存在非线性关系。此外，焊道的方向和顺序对变形的形成有显著影响。然而，这些影响随着壳体厚度的增加而减弱。
激光金属沉积非线性热模拟
摘要 激光金属沉积 (LMD) 模拟对于增材制造工艺规划至关重要。本文介绍了 LMD 的 2D 加厚度非线性热模拟的计算实现，其中考虑：(i) 与温度相关的材料特性，(ii) 由于对流和辐射引起的热损失，(iii) 材料沉积过程中的几何更新，(iv) 相变和 (v) 激光与基材之间的相互作用。该实现计算与激光轨迹垂直的横切面上的温度场历史和焊珠积累的历史。材料沉积模型基于输送粉末的空间分布。本文介绍了对生长焊珠进行有效局部重新网格划分的数学和数值基础。将焊珠几何形状的数值估计与现有文献中的实验结果进行了比较。本模型对预测焊珠宽度（误差 15%）和焊珠高度（误差 22%）具有合理的精度。此实施为内部实施，允许纳入额外的物理效应。需要进行额外的工作来考虑基材上的粒子（热）动力学，这会导致大量的材料和能源浪费，进而导致在执行的模拟中高估实际温度和熔融深度。
47471684001.pdf
摘要：众所周知，在现代微电子和纳米电子学中，薄膜结构被广泛用作栅极电介质、钝化层、膜等。本文研究了单晶硅晶片上互连脉冲加热过程中氧化硅薄子层中形成裂纹的问题。本文旨在研究表面热冲击源对薄膜裂纹形成的影响，并详细研究了 SO2 薄膜中裂纹形成的各个方面。在硅衬底-氧化硅子层-铝膜 (Si-SiO 2 -Al) 多层结构上对所做的估计进行了实验验证。作为衬底，使用了磷掺杂的硅单晶晶片，取向为 (111) 方向，电阻率在 = 0.1 Ω . сm 范围内。作者研究了表面金属化层加热的硅晶片（Al-Si 系统）和氧化硅晶片（Al-SiO2 系统）的温度场，既有点热源的情况，也有长矩形金属化路径的情况（假设轨道长度明显超过其宽度）。计算结果表明，金属化路径（宽度 75 μm）横向的温度分布是不均匀的。结果还表明，与 SiO2 膜相比，硅中出现的机械应力水平不足以在热冲击源附近形成裂纹。这是因为硅的抗拉强度高于氧化物。
是什么驱动了北大西洋涛动的温度异常模式？第一部分：地表气温异常的增长和衰减
综合分析用于研究驱动与北大西洋涛动 (NAO) 相关的地表气温异常模式增长和衰减的物理过程。利用欧洲中期天气预报中心在其再分析模型中实施的热力学能量方程，我们表明异常风对气候温度场的平流驱动了两个 NAO 阶段的地表气温异常模式。非绝热过程与这种温度平流强烈相反，最终导致地表气温异常恢复到其气候值。具体而言，在格陵兰岛、欧洲和美国，长波加热/冷却与水平温度平流相反，而在北非，垂直混合与水平温度平流相反。尽管表皮温度和地表气温异常模式之间存在明显的空间对应关系，但发现驱动与 NAO 相关的这两个温度异常的物理过程是不同的。表层温度异常模式由向下的长波辐射驱动，而如上所述，地表空气温度异常模式由水平温度平流驱动。这意味着，尽管地表能量预算是了解表层温度变化的有用诊断工具，但不应将其用于了解地表空气温度变化。
晶圆退火工艺扩散炉的传热分析
半导体制造工艺中的扩散炉用于在硅片表面生长氧化物或将掺杂剂扩散到半导体晶片中。在此过程中，硅片在炉中被加热到通常在 973K 至 1523K 之间的温度。在本研究中，采用二维轴对称模型来模拟在 1123K 温度下运行的垂直炉。对工艺管中含有 175 个直径为 200mm 的硅片的基准情况的轮廓温度分布的模拟结果与实验数据非常吻合。从加热温度为 1123 K 的炉子中获得的实验数据被用作此数值评估的基准。还表明可以对堆叠晶片的本体区域施加均匀加热。在本研究中，探讨了加热器温度和工艺管中排列的晶片之间的间隙对工艺管中温度场的影响。从模拟中可以看出，值得强调的是，堆叠晶片本体区域的温度分布与加热器温度一致。此外，研究发现，在舟皿中对较少数量的晶圆（具有较大的晶圆间隙）进行退火工艺可能不会显著影响炉内的加热性能。关键词：立式炉；石英管；辐射；加热器；绝缘；峰值温度；温度分布版权所有 © 2020 PENERBIT AKADEMIA BARU - 保留所有权利
紧凑型腔内热声热泵的数值模型
摘要 - 本文介绍了沿着放置在振荡流的紧凑型腔内的一堆固体板的热声热泵送的数值研究。速度和压力场受两个声源控制：主要的“压力”来源监测流体压缩和膨胀阶段，以及一个次级“速度”来源，产生振动性的流体运动。使用“内部”代码求解Navier进行数值模拟 - 在二维几何形状中低马赫数近似下的Stokes方程。在线性状态下，使用该模型正确描述热声热泵，用于不同参数集，例如堆栈板的热物质特性，压力振荡的幅度或速度源，两个源之间的相移。堆栈板两端之间建立的正常温度差的数值结果与分析估计值和文献中发表的实验结果非常吻合。然后考虑几种对应于在外壁上施加的不同热条件和内部分离板的配置。如果分离板是绝热的，则温度沿堆栈线性变化，从而恢复了经典线性理论的结果。如果分离板是热导传导的，则该模型提供了局部热量和传质的详细说明，表明温度场变得完全二维，并且热泵热泵效率较小。该模型非常适合探索局部传热限制对热泵效率的影响，因此非常适合详细分析更复杂的机制，例如浮力效应。
定向能量沉积 - ARC（DED-ARC）和数值...
摘要：本研究提出了一种混合方法，以生成用于未来的机器学习应用程序的样本数据，用于使用GMAW工艺预测定向能量沉积 - ARC（DED-ARC）中的机械性能。DED-ARC是一个增材制造过程，由于其高沉积速率高达8 kg/h，它提供了一种具有成本效益的生成3D金属零件的方式。由填充材料G4SI1（ER70 S-6）制成的添加性生产的壁结构以T 8/5冷却时间的依赖性显示。数值模拟用于将过程参数和几何特征与特定T 8/5冷却时间联系起来。具有平均焊接功率，焊接速度和几何特征（例如壁厚，层高度和热源尺寸）的输入，可以在模拟焊接过程中计算每种迭代的特定温度场。这种新颖的方法允许通过结合实验结果来生成基于实验测量的T 8/5冷却时间来生成回归方程，从而生成大型的人工数据集作为机器学习方法的训练数据。因此，使用回归方程与数值计算的t 8/5冷却时间结合使用，在这项研究中可以准确预测机械性能，仅误差仅为2.6％。因此，一小部分实验生成的数据集允许实现回归方程，从而可以精确地预测机械性能。此外，经过验证的数值焊接模拟模型适合于实现T 8/5冷却时间的准确计算，误差仅为0.3％。
WRF-PDAF V1.0：在线局部整体数据同化框架
摘要。数据同化是一种常见技术，可在数值模型中估算状态及其相关的不确定性。基于合奏的方法是一种可预见的选择，尽管由于所需的集成集成，因此可以在计算上是计算费用。在这项研究中，我们通过以完全在线模式将其与平行数据同化框架（PDAF）耦合，从而增强了天气研究和预测研究WRF（WRF-ARW）模型的能力。通过最小的Modifations到WRF-ARW模型代码，我们开发了一个有效的数据同化系统。该系统利用模型和数据同化过程之间的并行数据传输，从而大大减少了对I/O的需求，并在同化过程中重新启动了模型。我们在本研究中详细介绍了必要的程序修改。由此产生的同化系统的一个优点是数据同化方法与PDAF模型结构产生的模型应用之间的关注点明确。为了评估同化系统，我们进行了一个双实验，模拟了理想化的热带气旋。循环数据同化实验的重点是温度漏洞的影响。同化不仅可以提高温度场的准确性，而且还证明了初始的U和V型场。与没有数据同化的模型相比，在运行时的同化过程仅在运行时最少，并且表现出卓越的并行性能。因此，在线WRF-PDAF系统是实施高分辨率中尺度预测和重新分析的有效框架。
电主轴热特性数字孪生研究
上海理工大学机电工程学院，上海 200093 通讯作者，电子邮箱：fkg11@163.com 摘要 随着主轴转速的提高，发热成为高速电主轴的关键问题。为了获得电主轴的实际热行为，本文开发了热特性数字孪生系统。热特性数字孪生的原理是通过数据采集系统和修正模型映射和修正热边界条件来模拟机床的热行为。所提出的数字孪生系统包括数字孪生软件、数据采集系统和嵌入传感器的物理模型三个模块。数字孪生软件基于 Qt 使用 C++ 编程语言和 ANSYS 二次开发开发。提出热边界修正模型，利用数据采集系统测得的热关键点温度来修正发热和接触热阻。为了验证数字孪生系统的预测精度，在电主轴上进行了试验。实验结果表明，数字孪生系统预测精度大于95%，对提高热特性仿真与热优化的精度具有重要意义。 关键词 数字孪生·热特性·精度仿真·电主轴 1.引言 热行为预测在数控机床热优化中具有重要意义。电主轴是数控机床的核心，也是其主要热源。数控机床向超高速、超高精度方向发展的趋势，对电主轴热特性的精确分析提出了更严格的要求。影响主轴温度场和热变形准确预测的主要因素来自产热和接触热阻两个方面，在主轴工作过程中，产热和接触热阻都不是恒定的。由于主轴工作时伴随产热，引起热变形，使主轴零部件接触面间产生热应力，接触压力的变化使接触热阻和内部热源产热量也发生变化。为了提高热行为预测精度，热特性数字孪生成为模拟主轴单元温度场分布的最佳选择。数字孪生是指通过构建数字化虚拟实体与物理实体之间的映射关系，实现虚实映射。它将物理空间中的物理实体映射到数字空间，具有数据映射、分析决策、控制执行等功能。近年来，许多学者对数字孪生进行了卓有成效的研究工作，形成了成熟的理论体系。在理论方面，数字孪生的概念最早由Grieves教授[1]于2003年提出，随后NASA将该概念应用于阿波罗计划中的飞行器。Dmitry Kostenko等[2]研究了设备数字孪生在静态和动态领域的应用