矩形微槽群换热器换热特性的数值研究

设计了一种矩形微槽群换热器,分别对单个槽和整个换热器传热过程进行了数值模拟。对不同流量以及不同热流下的流场和温度场进行模拟,并与理论分析结果比较,两者相吻合。分析结果表明,微换热器的热阻随着流量的增大而变小,温度变低。当流量为200 mg/s时,微换热器最高温升为47 K,表明当达到一定流量的时候,微换热器温升能控制在有效地范围内,能很好地保证微器件的工作状态。     

基于聚光太阳能电池冷却的微射流热沉传热性能数值研究

针对高倍聚光比下太阳能电池的热致失效问题,设计了一种带有回流结构的矩阵式微射流热沉.建立了热沉的三维物理和数学模型.并采用计算流体力学(CFD)软件对其进行了数值模拟,研究了回流通道数目、回流孔分布位置、射流高径比等因素对微射流热沉传热和流动特性及热有效性的影响.结果 表明:在稳态条件下,回流孔数为49个结构的热沉性能...     

非圆形微通道热沉的流动换热特性数值模拟

建立了非圆形硅微通道内单相流动和换热过程的三维模型,并分别对三角形、矩形和梯形微通道中流动换热进行了数值模拟.研究发现,截面平均努塞尔数在通道入口处数值最大,然后沿流体流动方向急剧减小,直至流动充分发展时趋于恒定.固体和流体温度沿流动方向近似线性升高.换热面壁温仅沿流动方向升高,在垂直于流动方向,温度则基本保持均衡;雷诺数对微通道的流动与换热特性存在着较大的影响,雷诺数越大,其对应的努塞尔数也越大.对3种微通道的热经济性分析比较发现,三角形通道的热有效性最高.     

基于Fluent螺旋槽管的传热特性数值模拟

根据螺旋槽管的结构特点及传热特性,建立了三种不同槽口形状的螺旋槽管与光滑管换热器的三维模型。以水为工质,运用 Fluent流体分析软件,采用k-ε湍流模型,研究了三种不同槽口形状的螺旋槽管与光滑管换热器在换热过程中的速度场和温度场,得到了不同槽口形状和光滑管的壁面Nusselt数。结果表明。在相同壳程和雷诺数的情况下,螺旋槽管比光滑管的换热能力提高了6．7％-37．6%,其中三角彤槽和矩形槽螺旋槽管的换热能力提高最大,从而强化了传热。为谊产品的理论进一步研究和实验研究奠定了基础,为谊产品的设计和推广应用提供了依据。     

内插多孔介质微通道热沉的数值模拟

以水为流动介质,在微通道内添加堆叠金属丝网多孔介质,采用局部非热平衡假设和双能量方程模型,分析了内插不同目数金属丝网的微通道在层流状况下的传热与阻力特性,并采用数值计算方法对微通道热沉进行了数值模拟。结果表明,在微通道内插入多孔介质能显著提高热沉的对流换热系数、降低加热面平均温度,但阻力增加较大,且当插入的金属丝网目数为100目时,微通道热沉的对流换热系数较大,与填充其他目数金属丝网相比阻力增加较小。     

基于数值模拟的燃惰气燃烧室的优化设计研究

惰性气体是一种高效、环保、经济的防、抑爆及消防灭火介质,惰气的来源制约了惰气安全防护技术的研究开发.以一种新型燃惰气燃烧室为研究对象,采用了RNGk-ε双方程模型描述湍流流动,随机颗粒轨道模型追踪燃油颗粒运动,考虑了化学反应动力学机制对燃烧的影响,采用了修正的EBU湍流燃烧模型计算燃烧速率,同时采用了离散坐标法表征辐射传热过程,建立了燃烧室三维气雾两相湍流燃烧模型,对燃烧室流动燃烧特性进行了深入数值模拟研究,模拟结果与实验结果的比较表明了数值模型及数值方法的合理性.在数值模拟的基础上对燃惰气燃烧室进行了优化设计,采用了多种强化燃烧技术.对优化设计燃烧室的数值模拟结果表明设计合理,满足设计要求.研究结果为惰气安全技术的开发设计奠定了基础.     

雷诺数对微透平性能影响的数值模拟

在研究厘米级微型向心透平工作特性和结构特点的基础上,设计了7～8 kW级的厘米级微型向心透平。通过放大或缩小已设计的厘米级微透平来改变雷诺数,采用CFX软件对不同雷诺数的微透平在绝热情况下的特性进行了数值模拟。结果表明:雷诺数对静压的影响主要发生在动叶,且集中在动叶的前缘和吸力面。雷诺数减小使得马赫数分布图中尾迹相应变厚,且透平级的总总效率随着雷诺数减小而有所降低。     

复合热沉环路热管的热点散热性能模拟研究

针对芯片功耗与集成度提高而导致的局部热点问题,设计了一种用于芯片散热的复合热沉环路热管系统。建立了环路热管蒸发段模型,通过数值模拟的方法,证明了复合热沉环路热管系统能够降低热点温度,提高散热表面的温度均匀程度,且散热效果与热点的分布位置有关。当热点的热流密度为160W/cm2,热沉横向、纵向导热率分别为1500W/(m?K)、24W/(m?K)时,热点温度为88.88°C,相比于无热沉时降低了5.96°C。研究了不同热沉导热率下的热沉厚度对热点温度的影响,结果表明：若导热率各项同性,热点温度随热沉厚度的增加而降低,之后趋向不变;若为各项异性,存在最优的热沉厚度,使热点温度最低。     

基于有限元数值模拟的深基坑支护桩优化设计

利用有限元方法对不同几何尺寸及变形参数下的某深基坑支护桩受力及变形特性进行了数值模拟,分析得出了深基坑开挖和支护过程中支护桩几何参数对该工程开挖变形的影响程度和灵敏性。最终确定了影响深基坑开挖与支护过程支护桩的主要设计参数,为同类地质条件下的相似基坑工程支护桩设计提供了参考的依据。     

渐变孔隙率对泡沫铝矩形通道热沉流动和换热性能的影响

风冷是最普遍的电子器件散热方式。对填充渐变孔隙率泡沫铝的热沉的流动与换热性能进行CFD模拟,考察了孔隙率分别沿流动方向和高度方向发生梯度变化对热沉性能的影响。结果表明:与均匀孔隙率热沉相比,孔隙率沿高度方向渐变的热沉压力损失减小,最佳的孔隙率渐变方式为沿高度方向由0.963 0递减至0.700 0,与当量孔隙率0.831 5的均匀孔隙率热沉相比,明显提高了泡沫铝热沉的综合性能。当进口速度高于3.0 m/s后,渐变孔隙率热沉的综合性能甚至优于高孔隙率(0.963 0)的均匀孔隙率热沉。     

矩形微通道内液体流动与传热的数值模拟研究

本文针对矩形微通道内单相流动和传热特性,利用CFD模拟分析软件对其进行三维数值模拟研究.微矩形通道宽为50μm,高为200μm,工质采用去离子水.模型以有限体积法离散,SIMPLEC方法求解速度、压力和温度耦舍方程组.讨论了流体热物性随温度变化和雷诺数对速度场和温度场的影响.并与理论预测值、参考文献值比较.分析结果显示,流体粘度随温度对触的影响和粘性耗散对热起始段的作用不能忽略.fRe数随Re数的增加而减小,Nu数不受Re数的变化影响.     

微油枪喷射过程的数值模拟研究

微油点火系统中柴油的雾化燃烧过程是微油点火过程中的关键技术之一,针对微油枪的柴油喷射雾化过程开展细致的研究是电厂降低成本、节能减排的必经之路。文中针对微油枪油气混合喷射过程建立了计算数学模型,以0#柴油为基础,对微油枪喷嘴的喷射雾化过程进行了计算模拟分析,研究了不同空气进气量、不同柴油喷射温度,不同喷嘴结构对燃油喷射雾化的影响。     

矩形微通道内流体流动特性的数值研究

对矩形微通道实体模型进行简化处理,并建立微通道内流体流动的数学模型.设定矩形微通道水力直径Dh=120～480 μm,入口雷诺数Re=ll.9～3 817.1,以20℃蒸馏水为流动工质,借助FLUENT分别对不同水力直径的三组矩形微通道内流体流动特性展开数值模拟研究,并将数值模拟结果与理论预测值及其他学者的研究结论进行对比.结果表明:随着微通道水力直径的减小,摩擦阻力系数、速度梯度和压强梯度都呈现增大趋势;在微尺度下,矩形微通道内临界Re提前,而且水力直径越小,临界Re值越小.     

ADU微球连续焙烧设备热场流场数值模拟

根据现有生产经验,ADU微球连续焙烧设备的最大难点是如何做到炉内气体均匀和温度场均匀,通过热场、流场数值模拟,在设备设计阶段充分论证设备结构,确保研制出的ADU微球连续焙烧设备不存在热场、流场不均匀、设备结构不合理等较大缺陷。基于ADU微球连续焙烧设备的自身特点,对焙烧设备的热场流场进行了模拟分析,综合考虑焙烧设备中的导热、对流、辐射等传热方式,获得在模拟稳定运行状态下炉内温度场、流场的分布情况,为ADU微球连续焙烧设备结构设计及制造提供一定的理论数据支持。     

基于径向基函数网络的热物性参数辨识

将径向基函数网络应用于热物性参数辨识，提出了完整的数学模型；数值模拟结果表明，此法具有相当的精确性，成功地克服了反问题中误差累积放大的弱点；结果很容易推广到多维或多热物性参数辩识的情形。     

混合叶片吸力面径向槽对燃烧室性能影响的数值研究

为了分析混合叶片吸力面上的径向槽对超紧凑燃烧室性能的影响,基于Wilson混合叶片的试验,设计了6种不同二次气流量的工况,利用FLUENT软件的Realizable k-ε湍流模型、混合分数/概率密度函数(PDF)燃烧模型、离散坐标(DO)辐射模型和离散相模型对燃烧室的流动及燃烧进行数值模拟。结果表明:随着二次气流量的增加,燃烧环内压力和离心力逐渐增大;二次气流量的变化对燃烧效率影响较小,对出口燃气温度分布系数、压力损失和出口污染物排放量影响较大;叶片径向槽起到了迁移环内燃烧产物和进一步掺混燃油和空气的重要作用,改善了出口燃气径向平均温度分布,提高了出口燃气温度场品质。     

微槽群平板热管散热器传热性能的研究

分别选择不同的翅片间距和高度,对一种新型微槽群平板热管散热器的翅片结构进行优化,得到了热管散热器的最佳整体结构。结果表明:翅片的间距为14mm、高度为60mm时,平板热管散热器的传热性能最好。将热管、管脚以及翅片的温度与实验结果进行对比,结果吻合良好。     

基于Airpak的船舶空调舱室热环境数值模拟

选择某船舶夏季空调舱室为研究对象,为了探究舱室中的船员是否处于热舒适良好的环境中,运用Airpak软件对船舶空调舱室进行模拟,并对船舶空调舱室中X=3 m、Y=1.2 m两个截面进行重点研究,对其中影响两位船员热舒适度的因素如室内空气温度、压力、速度、PMV-PPD以及空气龄进行重点分析。研究表明,船员所处环境热舒适性良好,符合设计要求和规范,模拟结果能够为类似的船舶空调舱室设计和改良提供参考。     

基于改进TOPSIS法的湖泊水质评价

湖泊水质评价对水环境保护具有重要意义。将熵权法引入TOPSIS评价模型中,用信息熵计算各评价指标的权重来减少确定权重的主观性,进而建立基于熵权法的改进TOPSIS水质评价模型,并以洞庭湖岳阳楼监测断面2013～2016年水质评价为例,用改进TOPSIS模型评价水质。结果表明,洞庭湖总体水质良好,且水质变化呈良好趋势,但是洞庭湖水质仍存在污染,应采取相应环保措施,提升水质。