Zonal method solution of radiative heat transfer in a one-dimensional long roller-hearth furnace in CSP

A radiative heat transfer mathematical model for a one-dimensional long furnace was set up in a through-type roller-hearth furnace （TTRHF） in compact strip production （CSP）. To accurately predict the heat exchange in the furnace, modeling of the complex gas energy-balance equation in volume zones was considered, and the heat transfer model of heating slabs and wall lines was coupled with the radiative heat transfer model to identify the surface zonal temperature. With numerical simulation, the temperature fields of gas, slabs, and wall lines in the furnace under one typical working condition were carefully accounted and analyzed. The fundamental theory for analyzing the thermal process in TI＇RI-IF was provided.     

窄谱带模型数值研究高温喷流动态红外特性

对高温超声速喷流流场的动态红外辐射特性进行研究.采用窄谱带模型结合光谱数据库及Mie散射理论建立求解非灰吸收、发射、散射性介质红外辐射传输计算模型.数值模拟了某高温喷流2～5μm光谱红外特性,获得了不同飞行高度时高温喷流的红外仿真热像、光谱、波段及总辐射强度仿真数据.比较结果表明:高温喷流在2～5μm光谱呈明显双峰特性;动态飞行时喷流红外光谱选择性是相类似的,光谱总辐射强度随高度增加先增大后减弱;低空时2～3μm波段辐射强度大于4～5μm波段辐射强度,而随着高度的增加,4～5μm波段辐射强度将大于2～3μm波段辐射强度。     

Application of entransy dissipation extremum principle in radiative heat transfer optimization

The concepts of entransy flux and entransy dissipation in radiative heat transfer were introduced based on the analogy with heat conduction and heat convection processes. Entransy will be partially dissipated during the radiative heat transfer processes due to the irreversibility. The extremum principle of entransy dissipation was developed for optimizing radiative heat transfer processes. This principle states that for a fixed boundary temperature the radiative heat transfer is optimized when the entransy dissipation is maximized, while for a fixed boundary heat flux the radiative heat transfer process is optimized when the entransy dissipation is minimized. Finally, examples for the application of the entransy dissipation extremum principle are presented. Supported by the National Basic Research Program of China (“973” Project) (Grant No. 2007CB206901)     

短脉冲激光在散射性介质中传输的时域有限元分析

从瞬态辐射传输方程出发,利用最小二乘变分原理,发展了基于离散坐标形式辐射传输方程的最小二乘有限元方法,并将其用于模拟短脉冲激光在二维散射性介质中的瞬态传输现象。首先简要介绍了求解瞬态辐射传输方程的最小二乘有限元公式,然后以脉冲激光在生物介质中的应用为背景,考察了脉冲激光入射二维非均匀散射性介质的情况,调查了不同位置处时域信号的演化规律,为短脉冲激光在生物医学领域中的应用研究提供了有价值的参考数据。结果表明：对于局部短脉冲入射条件下的非均匀散射性介质,早期的时域反射信号能够较多地反映出介质光学属性分布信息,而距离入射光源较远的测量位置,由于辐射信号经过了较长时间的衰减,所包含的介质光学属性分布信息较少。     

封闭腔内高瑞利数层流自然对流数值模拟

采用两种时间推进数值方法，对封闭腔内层流自然对流换热进行了各种瑞利数(Ra)条件下的模拟研究，总结了流态转捩时所表现的数值模拟方面的某些现象规律．当瑞利数不大于10^6时，两种数值方法计算结果一致，计算精度高．当瑞利数大于10^6后，数值收敛及计算结果与网格数，网格疏密程度，时间步长，松弛因子等因素密切相关，而与所选择的两种数值方法无关．给出了封闭方腔自然对流流态转捩临界瑞利数．     

稠油热采三维比例物理模型边界热损失模拟研究

以传热学理论为基础,根据物理模型自身的特点建立一维非稳态热传导模型,用于分析具有不同内外边界条件的热损失过程。开展物理模型边界热损失数值模拟研究,将对流换热模型和半解析无限厚盖层热损失模型与非稳态热传导模型进行对比分析。实例计算结果表明,对流换热模型与非稳态热传导模型模拟结果吻合较好。     

高温炉内二维热状态研究

本文将计算二维流场的K-ε双方程模型与计算辐射传热模型结合在一起,运用流场计算的SIMPLE算法和辐射传热的热流法计算,开发了两个模型的计算机程序,联立求解了高温炉膛内的二维热状态分布。运用该程序可以计算由辐射、对流和导热共同作用下炉内的温度分布和流场分布。作为一个简单的特例,在没有考虑燃烧的情况下,求解了给定炉墙温度及入口速度时空炉的热状态分布。     

利用原型辐射传热模型进行锅炉炉内数值模拟

将原型辐射传热模型应用于炉内燃烧模拟,针对某电厂锅炉燃烧室进行了炉内流动、传热及燃烧过程数值计算,为锅炉的选型设计、运行优化及新型燃烧器的研制提供了手段。     

Finite element analysis for radiative heat transfer in multidimensional participating media

A finite element model is developed to simulate the radiative transfer in 2D and 3D complex-geome-tric enclosure filled with absorbing and scattering media. This model is based on the discrete ordinates method and finite element theory. The finite element formulations and detailed steps of numerical calculation are given. The discrepancy of the results produced by different space and solid angle discretization is also investigated and compared. The effect of the six-node quadric element on the accuracy is analyzed by a 2D rectangular enclosure. These results indicate that the present model can simulate radiative transfer in multidimensional complex-geometric enclosure with participating media effectively and accurately.     

埋入式塑料光纤与混凝土间的应变传递分析

推导埋入式塑料光纤（POF）-混凝土复合体中各相材料间的应变传递模型,并通过有限元数值仿真验证模型的正确性.基于该模型对主要参数进行敏感性分析,分别分析塑料光纤涂覆层的弹性模量、厚度,纤芯弹性模量以及埋设长度对应变传递率的影响.数值仿真计算结果与理论分析基本一致,塑料光纤埋设段中间大部分区域的应变传递率接近于1,说明混凝土内部的应变可有效传递至塑料光纤纤芯.敏感性分析表明,使涂覆层厚度小于0.5 mm,弹性模量大于100 MPa,埋设长度大于300 mm,有利于埋入式塑料光纤与混凝土之间的应变传递.     

LNG储罐火灾环境热响应数值分析研究

建立了LNG受热自然对流及气化传质数学模型。针对立式全容储罐不同火灾情况的热响应过程进行三维数值模拟。分析了不同火灾情况下,不同充装率对LNG储罐热响应的影响。研究表明：火灾初期,罐内温升较快,自然对流剧烈。罐体充装率相对越高,罐内压力响应越快,温度响应越慢。且池火情况充装率对压力的影响更大。喷射火灾引起的热响应快于池火火灾。计算结果与相关文献吻合较好,可为工程应用提供一定的理论指导。     

Analysis Method of Transient Temperature Field for Fuel Tank of High-Altitude Large UAV

In this paper the design and implementation of sixth-order lowpass elliptic switched-capacitor filter (SCF) for interface circuit of Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) sensor are presented. This work aims to lower total harmonic distortion (THD) without deteriorating other performances. After system design in Simulink, the filter is realized in transistor level and finally fabricated in Central Semiconductor Manufacturing Corporation (CSMC) 0.5 μm metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology. Typical measured results are: it operates with 25:1 clock-to-corner frequency ratio and a 10 kHz maximum corner frequency. The maximum passband ripple is about 0.49 dB and the minimum stopband rejection is 40 dB for the temperature from -20 ℃ to 80 ℃. For the 250 kHz clock frequency setting, given the 1 kHz, -8 dBVrms input signal, the measured worst case THD is -64 dB. The active area of the chip is 2.8 mm² with 8 pads. The analog power dissipation is 10 mW from a 5 V power supply.     

圆筒形燃烧室辐射传热的Monte-Calo解法

本文把随机发射模型和能差迭代方法(DPE法)扩展到圆筒形燃烧室,给出了圆筒形燃烧室辐射换热Monte Carlo解法的抽样公式及推导过程,进一步开拓了该方法的应用范围。用本文所提出的方法对HG—670/140Ⅱ型锅炉前置式立式旋风炉进行了三元传热计算,取得了比较满意的结果。     

内融冰式蓄冰管融冰过程中自然对流的影响

对冰蓄冷空调中广为采用的内融冰式蓄冰管的融冰过程进行了数值模拟,运用焓法建立了融冰动态数学模型并进行求解,研究了冰层融化过程中融化水的自然对流,并分析了相关参数下自然对流对融冰传热过程的影响.结果表明:在蓄冰管的底部可忽略自然对流影响,而在蓄冰管的顶部融冰的初始阶段,自然对流影响较小,但是随着融冰过程的进行,自然对流在蓄冰管传热过程中的比重越来越大.     

高温介质短管耦合换热中的热流分布与辐射作用

通过数值模拟短管内常物性高温介质的辐射与对流耦合换热，研究了壁面热流及介质内的热流分布特征，考察了介质辐射作用对热流分布的影响，管内流动为层流正在发展流，介质为吸收发射性灰介质，换热与流动同时发展，采用离散坐标法求解圆柱坐标系下的辐射传递方程，以获得辐射换热项，并将该项作为耦合换热能量方程的源项处理，采用控制容积法离散能量方程和N－S方程，并用SIMPLEC算法进行失代求解，结果表明，高温介质辐射不仅对壁面热流和局面努谢尔数分布有重要影响，而且使介质内径向热流分布发生较大改变。     

一种求解对流—弥散方程的数值方法

本文给出一种求解对流一弥散方程的数值模型,在本模型中将对流和弥散作用分开计算。对流问题由可动坐标系中质点的运动决定,弥散问题是在固定坐标系中用有限元素法求解的。通过与有限差分法和有限元素法进行计算比较,证明本模型正确有效。     

胶体类多孔介质微波对流干燥的研究

本文从胶体类多孔介质物料的特性出发，结合微波对流干燥的特点，应用集总参数法，提出了微波对流干燥过程的数学模型。通过数值计算，分析了微波功率、物料特征尺寸、对流介质参数等因素对干燥速率的影响，并以土豆作物料，进行了实验验证。     

辐射传热的一个新数学模型

从辐射传输最基本的原理出发，给出了描述辐射传热的一个控制微分方程，该方程克服了目前用来求解辐射传热所用方法的一些缺陷，反映了辐射传热空间全方位性的特点，而且利用该方法求解辐射传热，大大节省了计算机的内存及时间，提高了计算精度。十分容易与其它传输方程耦合在一起进行数值求解。     

内环肋管道强化换热的场协同分析

通过对内环肋管道的湍流流动和等壁温条件下的换热进行数值模拟,以场协同理论为指导,在所研究的几何结构和计算雷诺数范围内(肋高比H／D=0．04～0．12,肋距比P／日=5～30．Re=20000～70000),分析速度场与温度场的协同性,讨论其强化换热机制,说明了对于湍流流动,场协同原理也是适用的．     

金属热防护系统纤维隔热材料的传热分析

介绍了一种在设计金属热防护系统中计算纤维隔热材料厚度的方法。采用能量方程和光学厚近似的方法对纤维隔热材料在再入过程中的热传递建立了传热模型,并对3种不同密度的纤维隔热材料进行了有效导热系数的测试。利用部分温度下的有效导热系数,采用遗传算法对纤维隔热材料的辐射衰减系数进行了优化。利用其余温度下的有效导热系数验证了优化后的传热模型的正确性。最后采用优化后的数值模型对再入过程进行了模拟,通过计算得出采用密度为96 kg/m3的纤维隔热材料的金属热防护系统总重量最轻。