LNG储罐分层后主流区内的混沌现象

液化天然气(LNG)作为一种优质洁净的能源兴起以来,发生过多起储运失稳事故,其中分层是导致涡旋的必要条件。将分层后主流区内的LNG作为研究对象,从非线性动力学角度出发,建立了Rayleigh-Benard对流模型,并由守恒方程推导出了LNG对流运动的Lorenz方程。利用阮奇-库达法解微分方程组,发现当Pr=1.33,106相似文献   

红层地区地下水源热泵对地下水温场的影响

地下水源热泵是地源热泵中造价最低、发展较快的一种开发利用浅层地热能资源的热泵系统。此前的研究主要是以第四系松散层内孔隙水作为热源对象,而对红层地区地下水的研究尚为空白。选取重庆红层基岩裂隙水为热源研究对象,采用对井系统带制冷(热)荷载进行试验,同时布置观测孔和温度、水位、流量等测量装置,获得试验过程中各孔内不同深度水温和水位、流量等观测数据,分析得到地下水温度场初始温度分布特点、试验过程中各孔不同深度的温度变化特点、地下水温度场在空间上随时间的变化特点等。分析结果表明:场地内地下水温场的变化主要受天然地温场及初始温度、注水井位置、注水口深度与注水温度等因素的影响。推测注水导致的温度影响范围的边界为:平面上以注水点为圆心,呈不对称近椭圆状;空间上,则以注水点为球心,呈不对称近橄榄球状。研究成果可为红层地区地下水源热泵的进一步开发利用研究提供参考。     

NATURAL CONVECTIVE HEAT AND MASS TRANSFER BY THE COUPLING OF TEMPERATURE CRADIENT AND CONCENTRATION GRADIENT IN A POROUS MEDIUM

ＮＡＴＵＲＡＬＣＯＮＶＥＣＴＩＶＥＨＥＡＴＡＮＤＭＡＳＳＴＲＡＮＳＦＥＲＢＹＴＨＥＣＯＵＰＬＩＮＧＯＦＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＣＲＡＤＩＥＮＴ　ＡＮＤＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＩＯＮＧＲＡＤＩＥＮＴＩＮＡＰＯＲＯＵＳＭＥＤＩＵＭ￥ＣｈｅｎＢａＯ－Ｍｉｎｇ；Ｆ...     

封闭腔体内大空间自然对流的数值模拟

为了研究由四棱柱和其内部多支水平圆管所构成的封闭腔体的内部自然对流热交换情况,在有限体积法的基础上采用层流模型,对4种水平圆管数量与结构不同的封闭腔体内部温度场和流场进行了数值模拟,并初步研究了封闭腔体内换热管周围温度场分布及其均匀性。     

NUMERICAL STUDY OF VORTEX SHEDDING FROM A SQUARE CYLINDER AND ITS EFFECTS ON HEAT TRANSFER OF MIXED CONVECTION

1 .　INTRODUCTIONForseveraldecades ,thenumericalandexperi mentalinvestigationofvortexsheddingfromaheated cooledbluntbodyinthemixednaturalandforcedconvectionregimeshasbeenasubjectofgreatinterestamongappliedmathematicians,fluiddynamicistsandheattransferanalysistowingtoitsnumerousengineeringapplicationssuchasthecoolingofelectroniccomponents ,thecoolingofhotwireanemometersandtheliftenhancementasattributedtotheMagnuseffects .Literatureonvortexsheddingfromcircularcylinderinthemixedconvectionregi…     

能源桩桩身横向变形试验研究

关于地源热泵系统(GSHP)运行条件下的能源桩竖向变形特征研究已经取得了大量的成果,然而,目前对能源桩横向变形特征如何影响桩体摩阻力和传热特性的认识还不够充分。在模拟能源桩实际运行工况的条件下进行室内试验,测试了温度循环条件下桩身-岩土体接触界面的变形特征。试验结果表明:温度变化会使桩-土接触界面产生变形,其变形量足以使桩侧摩阻力发生变化,进而改变桩土接触条件并影响能源桩的传热效率。这些研究结论与现场桩身结构响应测试结果较为吻合:温度变化时能源桩桩身侧壁会产生横向的热胀冷缩,随着桩身横向变形,桩侧壁会产生桩侧摩阻力,其大小取决于桩壁深度和温差。     

Effects of space and temperature dependent internal heat generation/absorption on MHD flow of a nanofluid over a stretching sheet

In this paper we analyzed the effects of space and temperature dependent internal heat generation/absorption(non-uniform heat source/sink) on magnetohydrodynamic boundary layer flow of water based nanofluid over a stretching sheet with different nanoparticles. The flow is generated due to linear stretching of the sheet and influenced by uniform magnetic field, which is applied normally to the stretching sheet. A scaling group of transformation is used to reduce the governing momentum and energy equations into non-linear ordinary differential equations. The resulting differential equations are solved analytically using hypergeometric functions and numerically by the fourth order Runge-Kutta method with shooting technique. The influence of nanoparticle volume fraction, magnetic field, Prandtl number, non uniform heat source/sink, local skin friction coefficient and reduced Nusselt number are investigated for different nanoparticles.     

螺旋型埋管能源桩桩内温度场分布特征及其影响因素分析

针对能源桩桩内温度场分布特征开展了现场原位试验,实测获得了能源桩换热过程中的桩壁和桩心温度,以此为基础结合数值模拟分析了能源桩的桩内温度场分布特征及其影响因素。分析结果表明:能源桩桩内温度温升规律与地埋管进出口温度变化规律一致,桩内温度场主要受地埋管进出口温度控制;能源桩制热(冷)时,以地埋管为起点,桩内温度远离地埋管呈抛物线下降(上升);影响能源桩桩内温度场分布特征的主要因素为回填材料导热系数和桩径,导热系数越大,相同制热时间时的桩内温度越高,且桩心温度随导热系数的增加近似呈线性上升;桩径越大,相同制热时间时的桩内温度越低,桩内温度随桩径的增加近似呈等比例下降。该研究成果可为能源桩的推广应用提供参考。     

螺旋型埋管能源桩传热模型的适用性及其试验验证

传热模型的精确性直接关系到能源桩换热效率的计算精度,进而影响能源桩设计。以螺旋型埋管能源桩为研究对象,在信阳地区开展了一项现场原位试验,实测获得了螺旋型埋管能源桩换热过程中的桩周温度场数据,并分别与圆柱面热源模型和线圈热源模型的计算成果进行了对比分析。研究成果显示有限长热源模型较无限长热源模型具有更高的计算精度,有限长线圈热源模型较有限长圆柱面热源模型具有更高的计算精度,采用有限长线圈热源模型计算的桩壁温度误差<1.5%,桩周温度场计算误差<2.5%,地埋管进出口水温计算误差<2.2%,故将其推荐为螺旋型埋管能源桩桩周温度场的计算模型。最后,探索了不同传热模型针对螺旋型埋管能源桩的适用性,为指导螺旋型埋管能源桩设计提供了科学依据。     

对流扩散方程逆控制的基函数算法

文中根据逆边界逆过程控制理论，将 Ｄ、 Ｆ、和 Ｐ、 Ｊ、 Ｈ 等人为求解热传导逆过程提出的基函数方法推广应用于水污染控制问题。文中建立了对流扩散逆边界逆过程混合控制的精确计算公式；并将基函数算法应用于洛河河段的水污染控制规划计算中，计算结果说明了该算法的有效性。本文将讨论在未来有限时间 Ｔ 内的水环境污染控制问题，在给定的终端水质标准条件下，将控制函数表达成有限维基函数的线性组合，这种算法能克服对流扩散动态控制计算中的严重病态问题。与现行的最优控制算法相比，它直接以对流扩散方程为基础进行求解，充分考虑了水体自净能力和社会经济的发展变化，物理概念明确。本算法对水环境动态精确控制进行了初步尝试。     

地下水源热泵系统THM耦合机理及模型建立

在分析了地下水源热泵运行中两低问题的基础上,发现导致两低问题的最根本原因是对地下水源热泵系统的基础地质问题和水文地质问题等基础研究的不足,进而提出了进行含水层THM三场耦合分析的观点。然后运用机理分析法分析了地下水源热泵系统中不同物理场的耦合机理,确定了渗流场、热力场和应力场等三场耦合关系图,建立了渗流场、热力场和应力场控制的耦合方程,从而建立了THM三场耦合数学模型。     

GIS母线损耗发热的电磁场-流场-温度场计算及影响因素分析

深入研究分析气体绝缘组合电器(GIS)母线的损耗发热计算问题,以单相GIS母线为例,建立了基于电磁场—流场—温度场综合计算的损耗发热有限元求解模型,并进行了计算分析。在探讨集肤效应、电导率温度效应、对流与辐射散热以及重力等因素对损耗发热计算结果影响的基础上,计算分析了该类母线的损耗和温度分布规律,并与测试数据进行了比较。结果表明,在GIS母线损耗发热计算中,只有综合考虑上述因素影响,才能进行准确合理的求解。     

水源热泵系统取退水方案与温度场模拟

为了更加深入的研究水源热泵项目,介绍了某水源热泵项目概况及取退水方案,计算了夏季工况、冬季正常工况及冬季极端工况的取水量;建立了取退水部分三维模型图,采用CFX软件对3个工况下取退水对河流的影响进行了数值模拟,并分析了水源热泵项目的节能效果。研究结果表明:3个工况下退水水流均不会对河流A上游取水口周边温度场产生影响;河流B汇入河流A之前平均水温与河流A基础温度相比较,温升(降)低于1℃,退水不会对河流A产生影响;项目节能效果显著。通过研究水源热泵取退水对河流温度场的影响以及项目的节能效果,对水源热泵项目的设计与优化有一定参考作用。     

Numerical simulation of thermal convection of viscoelastic fluids in an open-top porous medium with constant heat flux

This paper makes a numerical study of the buoyancy-driven convection of a viscoelastic fluid saturated in an open-top porous square box under the constant heat flux boundary condition. The effects of the relaxation and retardation times on the onset of the oscillatory convection, the convection heat transfer rate and the flow pattern transition are investigated. It is shown that a large relaxation time can destabilize the fluid flow leading to an early onset of the thermal convection and a high heat transfer rate, while a large retardation time tends to stabilize the flow and suppress the convection onset and the heat transfer. After the convection sets in, the flow bifurcation appears earlier with the increase of the relaxation time and the decrease of the retardation time, resulting in more complicated flow patterns in the porous medium. Furthermore, with the increase of the ratio of the relaxation time to the retardation time, the fluid may be blocked from flowing through the open-top boundary, which may be caused by the viscoelastic effect. Finally, the comparison of our results with those under isothermal heating boundary conditions reveals that the heat transfer rate corresponding to a constant heat flux boundary is always higher.     

Numerical simulation of self-similar thermal convection from a spinning cone in anisotropic porous medium

Self-similar steady natural convection thermal boundary layer flow from a rotating vertical cone to anisotropic Darcian porous medium is investigated theoretically and numerically. The transformed non-dimensional two-point boundary value problem is reduced to a system of coupled, highly nonlinear ordinary differential equations, which are solved subject to robust surface and free stream boundary conditions with the MAPLE 17 numerical quadrature software. Validation with earlier non-rotating studies is included, and also further verification of rotating solutions is achieved with a variational finite element method(FEM). The rotational(spin) parameter emerges as an inverse function of the Grashof number. The influence of this parameter, primary Darcy number, secondary Darcy number and Prandtl number on tangential velocity and swirl velocity, temperature and heat transfer rate are studied in detail. It is found that the dimensionless tangential velocity increases whilst the dimensionless swirl velocity and temperature decrease with the swirl Darcy number, tangential Darcy number and the rotational parameters. The model finds applications in chemical engineering filtration processing, liquid coating and spinning cone distillation columns.     

圆形封闭水箱非稳态数值模拟

采用数值方法对圆形封闭水箱内放置两根加热管的二维流动传热进行了非稳态数值模拟,探讨了Ra数从104到107四种情况和封闭水箱的加热管不同摆放位置下的流动和换热;对流场和温度场进行了分析,讨论了不同情况下加热管平均努赛尔数(Nuavg)的变化情况。数值模拟结果表明,随着Ra数增大水箱内的流动表现出了很大变化,决定了传热是导热或者是对流;两个水平加热管在水箱存在最佳的放置距离,这样可以使自然对流情况下的换热达到最好。     

考虑水的密度反转特性的二维套管自然对流模拟分析

利用热和流体流动控制方程,以温差驱动的二维同心圆环套管自然对流换热为对象,分析讨论了水在4℃附近密度反转特性对流动和传热的影响,设置了三种等温差方案,分别给出了流场和温度场,并分析了各自的传热与流动原因。分析结果表明:在不包括4℃的温度方案中,各自研究区域内均能得到一个完整的循环流动,但流动方向有所不同,同时在套管的壁面附近均存在较大的温度梯度,主流区温度梯度较小;在相同温差条件下,水的密度反转特性对于传热性能影响较大,在工程应用中,应该充分考虑水的密度反转特性。     

龙滩碾压混凝土坝稳定渗流场与稳定温度场耦合分析

渗流通过参与热量传递与交换影响温度分析，温度通过改变介质渗透系数和温度势梯度引起水流运动来影响渗流场，两者相互作用最终达到珠渗流场和温度场,应用混凝土坝渗流场和温度场耦合分析的数字模型，进行了龙滩碾压混凝土重力坝稳定渗流场和稳定温度场的耦合分析，结果表明，耦合作用使龙滩坝稳定温度场温度普遍降低，稳定渗流场水头普遍升高。     

螺旋翅片管的换热计算

本文引入区域平均表面传热系数的概念。在实验研究的基础上进行了肋基和肋端温度分布预测及肋片换热数值计算。     

基于有限元仿真及神经网络模型相结合的大体积混凝土温度预测方法

大体积混凝土的温度裂缝控制是混凝土大坝安全的重要技术问题之一。为研究大体积混凝土内部温度演变规律,对其进行了现场测试。通过实测得出大体积混凝土内部由于水泥水化放热导致在50 h内温度逐渐上升;而表层温度受到环境温度的影响较大,呈现不规律的状态。考虑热固耦合和对流换热现象,结合COMSOL三维有限元软件对大体积混凝土进行模拟仿真,得出:仿真模拟计算得到的大体积混凝土内部温度变化曲线与实测数据的变化规律较为相似;但由于对流换热系数是由人为设定、水泥水化放热公式是通过经验公式得出等情况,导致仿真模拟误差在5%左右。为进一步精确模拟,结合神经网络原理并引入遗传算法和贝叶斯更新对BP神经网络权值进行优化,得出:神经网络预测曲线与实测大体积混凝土变化曲线规律相似;在有大量的已知数据的情况下,神经网络算法可以很好的对监测点进行预测,其最大误差为2. 57%。因此,将有限元仿真和神经网络预测方法结合可较为准确的预测大体积混凝土内部温度变化,获知最大温差薄弱处,利于采用相应措施来避免大体积混凝土裂缝发展。