数值传热学课程中网格生成相关内容的导入式与案例式融合教学模式研究

网格生成相关内容是数值传热学课程的重要内容,在流动与传热数值计算中不可或缺,主要包括网格生成、网格信息处理和网格无关解三个教学模块。为了提升教学质量,设计了导入式和案例式融合的教学模式,并应用于这三个模块的教学中。教师通过启发学生思考逐步导入教学内容,再通过特色教学案例释疑解惑,然后引导学生归纳和提炼知识要点,最终得出结论。该教学模式已应用于北京石油化工学院、中国石油大学(北京)、上海海事大学等多所高校,有助于提升学生的思辨能力和创新素养。     

海上摇晃条件下油轮货油温降规律数值模拟研究

油轮在海上运输过程中会发生旋转运动和平移运动,货油温降过程为伴随着自由液面运动的非稳态混合对流过程,水热力规律较静止情况更为复杂。基于FLUENT动网格的VOF模型对摇摆(旋转运动)条件下的原油自由液面运动规律及舱内货油温降规律进行系统研究。结果表明,摇摆一方面不断改变浮升力相对于船舱的方向,使得自然对流不断被扰动;另一方面导致自由液面与船舱内壁及舱内顶部空气间的相对运动,使静止条件下的自然对流变成强制对流。以上两方面的影响均对舱内原油与舱外海水间的传热产生了显著的强化作用,使得温降速率与旋转角速度呈正相关。     

附加空气层的多层墙体热湿耦合非稳态传递模型及验证

为准确预测附加空气层的多层墙体内的温湿度分布和动态变化，研究多孔介质墙体内的热湿耦合非稳态传递规律，基于Luikov、Fick定律等基础传递理论，推导出热湿空气在墙体内部的瞬态耦合传递控制方程。通过对控制方程驱动势、方程项系数的改进，以空气含湿量和温度为驱动势，建立了建筑多孔介质墙体热湿耦合传递非稳态模型。采用有限容积法隐式差分格式设计了MATLAB模拟计算程序，设置相应的初始条件和边界条件，计算附加空气层的多层墙体内温度、湿度、传热和传湿量随时间变化的分布规律。最后，通过对比新建模型模拟结果与WUFI软件的模拟计算结果，验证了模型的准确性和可行性。     

低断面轮胎硫化工艺模拟

针对硫化时间、热源温度和预热温度,用ABAQUS有限元软件建立低断面255/30R22轮胎三维模型,并进行了3组对比模拟。结果表明:对温度场影响最大的是热源温度,最小的是预热温度;对硫化程度影响最大的是热源温度,最小的是硫化时间。根据数据分析提出了最优硫化工艺参数。     

相变材料与双向液冷系统耦合的锂电池温控规律的数值模拟研究

动力电池作为电动汽车的主要动力源,其工作温度范围直接影响电池的使用寿命及安全性.文中将相变材料和双向液冷系统进行有机结合应用于18650型锂电池的热管理系统中,研究了冷却液流向以及流速对电池温度变化规律的影响.研究结果表明:相变材料与液冷系统的科学结合可以有效地对电池进行温控,然而液冷系统的布置方式对电池温度的均匀性有重要影响;冷却管束内的冷却水同向流动时电池的温度均匀性差,而相邻冷却管内的冷却水逆向流动时电池间温度分布更为均匀且温度上升更慢;冷却水流速越大,电池表面的温度越低,然而当冷却水流速增加到一定程度后,其冷却效果不再增加.     

基于大气透明系数的天气分类方法

因天气变化的随机性大且影响因素繁杂,一定程度上限制了太阳辐射模型的使用,该文从实际应用的角度出发,讨论大气透明系数作为天气分类依据的可行性,将大气透明系数的定义推广至复杂天气条件下,并对太阳高度角的影响进行修正,提出一种基于大气透明系数的天气分类方法,最后列举了该方法在太阳直射辐射模型中的应用,说明了这一方法的有效性。