Heat transfer model of slurry ice melting on external surface of helical coil

This research studies the heat transfer phenomenon of melting slurry ice on external surface of a copper helical coil. There is water flowing inside the tube coil and exchanging heat with the slurry ice. In this experiment, the coil diameters are 6.35 mm and 9.53 mm each of 4.2 m coil length. The mass flow rate of water in the helical coil is between 0.0149–0.0562 kg/s, while the inlet temperature of water is varied in the range of 23–27 °C. The slurry ice has 60% ice and 40% water by mass at the starting.     

Chemical etching of a GaSb crystal incorporated with Mn grown by the Bridgman method under microgravity conditions

uring crystal growth can be reflected by the observations of etch pit distribution and other structural defects. Suggestions for improving the space experiment to improve the quality of the crystal are given.     

航空遥感器光学窗口光机热一体化设计

为减小光学窗口对航空光学遥感器成像质量的影响,对光学窗口的窗口玻璃厚度进行了优化设计。根据强度理论确定了窗口玻璃最小厚度。依据纵掠平壁理论计算出光学窗口外表面的平均对流换热系数;以热光学为基础,仿真了航摄时光学窗口的瞬态温度场分布;计算了光学窗口在热-力耦合作用下不同窗口玻璃厚度时的波像差(PV和RMS),最终确定了矩形光学窗口(290 mm×140 mm)的玻璃厚度为17 mm。试验结果表明:特征频率为60 lp/mm时光学系统传递函数为0.304,并获得了稳定、清晰的航摄图像。成功实现了光学窗口的光机热一体化设计,可为其他航空光学窗口设计提供参考。     

敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响

研究了干燥空气、N2和He等3种常用敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响。采用有限元法计算了输入角速度ωi=20(°)/s时敏感元件内的流场。计算结果和实验表明,改变敏感元件内敏感工作气体的种类,流场分布也随之变化。ωi=20(°)/s时,两热电阻丝r1、r2处的气流速度差ΔvN2>ΔvAIR>ΔvHe。灵敏度系数KN2>KAIR>KHe,其中KN2=1.05 KAIR,KHe=0.21%KAIR。N2对应的灵敏度最高,热电阻丝抗氧化,稳定性较好,但成本高;干燥空气的灵敏度次之,热电阻丝易氧化,稳定性差;He对应的灵敏度最小,热电阻丝不易氧化,稳定性最好。该文解释了敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响机理,为提高射流陀螺的实用性,满足不同工程需要开辟了一个新的途径。     

外伴管伴热系统传热特性及优化的数值研究

利用FLUEM软件,对外伴管伴热体系传热特性及其优化进行了数值分析与讨论.分析表明系统中存在传导、对流及辐射传热,其中封闭空气夹层又存在层流自然对流.计入空气对流的模拟表明,工艺管受热不均匀,而伴管布置在其正下方、保持空气层不被保温层挤占可提高伴热效果.伴热平衡时,伴热介质温度、热损失随物料温度近似线性增加.空气层均温假设导致工程设计不合理,而降低工艺管与伴管之间的热阻是提高伴热能力的关键.     

LED简灯热管散热器的试验研究及性能评价

为获得基于自然对流的异型热管散热器用于LED筒灯的工作性能,研制了热管散热器试验件,并进行了试验研究。结果表明：热管散热器启动性能良好,启动时间约为33min;散热器具有较好的均温性能,40W时蒸发面最大温差为4．7℃;在试验条件下,热源表面最高温度不超过70℃;加热功率对接触热阻、扩散热阻和热管热阻基本无影响,而翅片换热热阻随加热功率的增加而减小。基于试验所得结果,并通过热阻网络分析,论证了异型热管散热器可满足LED筒灯散热的需求。     

电离层扰动与磁层耦合

本文通过两个事例分析表明，磁暴期间磁层对流和沉降粒子的增强不仅对极光区了层扰动形态有控制作用，而且也会引起继后的中低纬及赤道电脑层同纬区低热层大气受热后，Ｆ层抬升和中性大气成分变化导致的电子密度正、负扰会向低纬扩展；在Ｅ层高度上，扰动发电机对赤道区喷泉效应的抑制使驼峰区扰动更为突出。这些过程均使中低纬电离层ｆ０Ｆ２和ｈｍＦ变化中出现相应特征。地面电离层垂测站在夜间常能观测到多站几乎同时的ｈｍＦ上升     

基于有限体积法Godunov格式的水锤计算模型

针对管道内水锤问题,基于一阶和二阶Godunov格式的有限体积法建立数学模型并进行模拟分析。采用Riemann求解器对离散通量进行求解,同时在计算中引入对流项;采用MUSCL-Hancock方法进行重构得到二阶精度的Godunov格式,为了避免虚假振荡引入MINMOD斜率限制器;提出了虚拟边界的处理方法,实现了计算区域的所有节点和边界的统一计算。计算分析表明,虚拟边界法既保证了计算结果的精确性,又避免了边界处理的复杂性;一阶Godunov格式与传统的特征线法计算结果一致;当库朗特数小于1时,一阶Godunov格式和特征线法的瞬变压力可能出现严重的数值耗散,但二阶Godunov格式可有效抑制数值衰减从而得到更为准确稳定的计算结果;在马赫数很小的情况下,对流项对模拟结果的影响可忽略。     

二阶全展开ETG有限元方法在方腔自然对流模拟中的应用

应用二阶全展开ETG有限元方法离散求解N-S方程和能量方程,并以零初值方腔自然对流问题为例进行了数值模拟。计算了不同瑞利数条件下方腔自然对流的流场和温度场,最终达到的稳态结果与标准数值解符合很好,并且较好地反映了流场和温度场的时间演化过程,特剐是捕捉到了分叉前后流场中涡结构的变化。结果表明二阶全展开ETG有限元方法有较好的稳定性和较高的精度,在计算温度场和流场的时间演化过程方面有一定优点。     

基于CFD的LED阵列自然对流散热研究

基于计算流体动力学(CFD)方法,分别采用带浮力修正的k-ε模型和P-1模型计算对流换热和热辐射,构建了包括LED固体部件和外部流体空间的全场三维数学模型。应用该模型对LED自然对流散热过程进行模拟,并通过物理试验验证了模型的有效性。计算表明,温度场与对流换热系数分布均具有各向异性特征,前者取决于芯片的功率密度和布设位置,而后者源于外部流体的流动状态。并且,辐射在整个散热过程中起着重要的作用,它不仅能减小热阻、降低结温,而且能弱化温度场的不均性、提高整体散热效率,在本文的计算条件下,辐射散热量占总散热功率的23.3%。