焊接熔池浮力－表面张力驱动流数值解的源项与边值处理

从固／液相变问题的单相统一模型控制方程组出发，用焓法‘模糊，处理固／液运动界面和相变潜热，用Ｔａｙｌｏｒ级数展开法处理非线性源项，并将附加源项法扩展应用于处理动量方程的表面张力边界条件，使整个控制方程组的迭代求解局限于内节点上，从而加快了方程组耦合求解的收敛速度，二维轴对称定点熔化焊浮力－表面张力联合驱动流的数值计算结果表明，这种源项与边值的处理方法较非线性源项的显式处理和热边界条件的附加源项处理计算速度提高１５％～２０％，且计算结果相当一致。     

耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法

提出了耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法。方法的基本特征是通过变换标准的焓公式,分离显热与潜热项,并在引入轴间相变率概念的基础上,将其耦合到潜热源项中,同时对流入/流出相变控制容积的热流密度加以修正,以达到既能提高数值解的精度,又可以达到准确跟踪移动边界的目的。     

一种处理凝固导热方程的焓式源法

对以焓为因变量的导热控制方程．提出一种凝固过程的焓式源法的求解方法．合理地解决了凝固过程结晶潜热的释放问题．算例表明该方法是有效且可行的．     

具有对流边界的相变导热问题的焓法有限元解

引用焓计算单元和固相分数两个概念,利用有限元离散焓方程对具有对流边界条件的一维相变导热问题作了讨论。所有参数均以无量纲形式给出。计算结果表明,当Ste(斯蒂分数)>0.2时,无论是相变界面,还是温度随时间的变化曲线均消除了传统焓法求解相变问题时常见的台阶状波动。     

中厚板淬火热弹性马氏体相变潜热模型

采用扩展体积法预测中低碳中厚板淬火过程马氏体转变量,进而基于修正热弹性变温马氏体相变动力学,引入阻滞函数描述相界面阻力的热滞,建立马氏体转变动力函数并描述其与“理想”自由能函数和阻滞函数的关系.在此基础上,引入阻滞焓来表征阻滞界面所具有的焓,通过计算可逆弹性能和不可逆功,利用吉布斯函数变化计算相变潜热,建立相变潜热模型.用该模型进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好,表明这种理论处理方法可用来模拟中低碳中厚板淬火过程马氏体相变.     

太阳能相变炕影响因素分析及热工性能模拟

本文设计了一种太阳能热水供热与相变蓄热组合的热炕供热系统,为提高蓄热炕的热响应,配置了高导热复合相变材料,利用数值模拟对炕体单元进行三维非稳态瞬态传热模拟。通过控制变量法,对太阳能相变蓄热炕的相变材料导热系数、相变温度、相变潜热等炕体热工特性影响因素进行模拟分析,得出:相变材料导热系数、供水温度、相变潜热对相变炕的热响应时间影响显著,且相变潜热决定放热时长,相变温度、相变温度范围对相变炕的垫面温度有明显影响。最后,以十二水磷酸氢二钠复合相变材料作为炕体的蓄热材料,对炕体进行蓄放热模拟设计,发现垫面温度昼间可达到17.1 ℃,夜间可达到30.3 ℃,可以很好地满足居民的热舒适要求。     

NaOH/KOH二元体系蓄热性能的研究

对NaOH/KON二元体系蓄热性能进行了实验研究，分析 相变材料（PCM）的熔解和凝固等现象，获得了二元体系组成对相变点的影响曲线图，计算了PCM的固－固相变潜热和分别处于液相，混相和固相状态时的导热系数。实验表明，二元体系的相变包括固－液相变和固－固相变，这两倍分的相变潜热值较大；相变过程中会有空穴的产生和不凝气体的存在；NaOH/KOH二元体系导热系数的实验值小于理论值，这在实际工作中应加以考虑。     

夏热冬冷地区相变外墙房间夏季舒适性研究

以典型的夏热冬冷地区气候条件为例,建立焓法数学模型计算相变传热过程,并通过实验证明数学模型的可行性。用数学模型计算相变石膏板放置于建筑外墙对室内温度的影响,对比普通房间进行分析。结果表明,外墙使用相变石膏板的房间温度波动小于普通房间,结合经济型考虑,当相变石膏板相变温度为28℃、相变潜热为80 kJ/kg时,房间的舒适性最佳。     

土体冻结过程中相变导热的光滑粒子法分析

相变导热在矿山工程、城市地铁、河底隧道等领域有着广泛的应用.由于该问题模型方程独特的数学性质及网格背景数值方法的局限性,引入光滑粒子算法求解相变导热问题.给出基于Fortran语言开发的数值分析程序,并通过推导得到的半无限域凝固问题的解析解验证了其精度和可靠性.最后针对低温冻结管作用下土体冻结过程进行了分析,计算结果表明:土体冻结过程中冻结锋面的移动速度随时间逐渐减小,温度场曲线上的"折线"变化是相变时潜热释放引起的;冻结温度对土层冻结的发展影响显著,冻结管的温度越低冻结锋面的移动速度越快;冻土导热系数k_s的取值大小对冻结锋面的移动速度没有显著影响;然而未冻土导热系数k_l取值越大,土层中冻结锋面的移动速度越快.     

多相物质的有效导热系数

对由固体球状颗粒和经历了相变的充填物所组成的多相充填床建立了数学模型,对充填物的熔化和凝固过程进行了数值计算,并在此基础上计算了由不同相所组成的区域内的有效导热系数．运用特殊的数学方法处理相变过程中潜热的释放或吸收,分析了导热参数的变化对有效导热系数的影响．得出有效导热系数的计算结果：对于玻璃球冰充填床,为１５６Ｗ／（ｍ·Ｋ）,和实验结果的相对误差为２５％;对玻璃球水充填床,为０７８Ｗ／（ｍ·Ｋ）,和实验结果的相对误差为３８％．这表明：用数值计算的方法研究多相物质的有效导热系数是一种行之有效的手段     

转轮式全热回收器的数学模型与变工况性能分析

建立了转轮式全热回收器的数学模型,与现有文献对比验证了该模型的正确性,并利用此模型研究了迎面风速、新排风比、新风温度(含湿量不变或相对湿度不变)、新风含湿量的变化对转轮热回收效率的影响.结果表明,随迎面风速的增大,转轮的显热效率、潜热效率与全热效率均降低;随排风量与新风量之比增大,或新风温度的升高(相对湿度不变时),转轮的显热效率、潜热效率与全热效率均增大;随新风温度的升高(含湿量不变时),转轮的显热效率增大,潜热效率与全热效率降低;随新风含湿量增大,转轮的显热效率不变,潜热效率与全热效率升高.     

原位聚合法制备微胶囊相变材料及其性能研究

本文通过原位聚合法制备了以脲醛树脂为壁材的微胶囊相变材料。采用SEM,DSC,光学显微镜等测试仪器考察了乳化剂种类、用量及乳化转速对微胶囊性能的影响;分析了助剂NaCl和分散剂NNO的用量对微胶囊微观形态、相变潜热和平均粒径的影响。实验结果表明,在乳化转速为3000rpm下,使用用量占芯材质量5%的复合乳化剂合成的微胶囊热性能良好,球体表面光滑,粒径均一。加入NaCl溶液后,微胶囊的相变潜热增加;当NaCl浓度为10%时,相变潜热达到最大,包覆率达到92.04%。同时加入占芯材质量2%的NNO,微胶囊的分散性好。     

相变热传导问题的线性互补解

在相变热传导的数值计算中，对潜热一直是显式处理的，常常产生较大的偏差，严重时导致错误的结果，根据移动边界问题的理论，建立了线性互补方程，其中含有相变潜热与温度场两个耦联的未知向量，其解保证了两者之间的相互协调，且避免了大量的迭代计算。     

纤维复合相变蓄热材料的固/液界面模拟及分析

按单元结构相似的理论设计了蓄热材料相变传热的物理模型,采用焓法理论和有限差分法建立了一种求解此物理模型传热特性的三维数学模型,利用软件计算结果研究了纤维复合相变材料凝固过程中固/液界面的移动规律及其放热特性,并用摄影法和测温法对纤维相变材料的凝固特性进行了实验论症,其结果与理论计算结合吻合,从而证明了本文所提出的数学模型的正确性,为实用的纤维复合相变材料蓄热器的设计提供了指导性的数学工具。     

相变储能材料的相变过程温度模型

基于集总参数法和矩形相变等效比热假设建立了相变材料的相变过程温度模型．该模型与实验结果吻合很好．利用该模型定量研究了环境温度、相变潜热、相变温度范围和换热效率等多种因素对相变行为的影响，初步得出如下结论：环境温度对相变开始时间和持续时间均有明显影响，随着环境温度的升高，该二时间呈指数形式下降；相变材料的潜热对相变开始时间没有影响，对相变持续时间有明显影响，持续时间随潜热线性增加；相变温度范围对相变开始时间也没有影响，而相变持续时间随相变温度范围的增加平缓地增加；相变材料与环境之间的换热效率显著影响相变过程开始和持续的时间，二者随换热效率的提高呈指数形式下降．     

潜热对激光涂敷过程中温度场的影响

应用自编子程序与通用软件ABAQUSTM联机模拟计算了考虑潜热影响的激光涂敷过程温度场的变化.为定量地考察潜热的影响,使用了考虑潜热及不考虑潜热两种分析模型.计算结果表明,在激光涂敷过程的温度场分析中,潜热的影响不是总可以忽略的,其误差取决于材料在物相转变时交界面温差的范围及材料熔解体积的大小.考虑潜热的有限元模型分析结果和忽略潜热的计算结果比较,前者显示出较低的最高温度、较小的熔池范围和较窄的热影响域.另外,在移动热源作用下潜热的影响比固定热源更为突出.与实验结果比较,证明考虑潜热的计算模型会得出更精确的结果.     

离体生物组织相变潜热的DSC测试

差示扫描量热法是一种在线性温度程序控制下经过温度扫描,以所测能量差来研究物质热力学性质的热分析方法．文中分别对部分离体生物组织如猪瘦肉、猪肝、猪肥肉及牛肉的相变温度、相变潜热进行了DSC测试,获得了相变潜热及相变温度区间．结果表明组织水分含量越高、脂肪含量越低,其相变潜热较大,