计算肋片散热的一种改进方法

通过对二维肋片导热机理的分析，提出了一种改进的计算二维肋片散热和温度分布的一维近似方法。这一方法与经典的一维近似方法一样简单实用，并可套用经典方法的所有公式和图表。分别用改进的一维近似方法，经典一维方法和二维方法对工程几种常见肋片进行了计算并加以比较。     

矩形直肋二维稳态导热的数值解及其分析

建立了矩形直肋二维稳态导热的数学模型,使用有限差分法对建立的数学模型进行了数值求解,绘制了不同条件下肋片的温度场分布,找出了影响肋片散热的因素;从肋效率出发比较了一维模型和二维模型之间的差别,提出了可以将二维模型简化为一维模型的判据．     

管壳式相变蓄冷单元传热肋片拓扑优化设计

针对管壳式相变蓄冷单元传热肋片结构设计固化,概念设计缺乏理论指导,强化换热效果有限等问题,基于拓扑优化理论,构建二维管壳式相变蓄冷单元的物理模型并进行有限元分析;选取最终时刻平均温度为目标函数,以肋片材料体积占比为约束条件构建管壳式相变蓄冷单元二维肋片拓扑优化模型;对模型进行特征求解得到肋片清晰的拓扑轮廓以及动态演化特性。在上述研究基础上,进一步分析了不同肋片体积占比下所得优化拓扑构型的异同,得出20%的体积占比是综合考虑优化效果和成本的较优值。对比相同肋片体积分数下直肋单元与拓扑优化肋单元的蓄冷特性,结果发现,采用拓扑优化肋片的蓄冷单元中蓄冷速率较直肋提高了41.7%,最终时刻设计域的平均温度较直肋降低了3℃左右,从而验证了拓扑优化在相变蓄冷单元传热结构优化方面的优势。     

计算肋片散热的一种改进方法

通过对二维肋片导热机理的分析，提出了一种改进的计算二维肋片散热和温度分布的一维近似方法。这一方法与经典的一维近似方法一样简单实用，并可套用经典方法的所有公式和图表，分别用改进的一维近似方法、经典一维方法和二维方法对工程中几种常见肋片进行了计算并加以比较。结果表明，一维近似方法较经典一维方法的精度有明显提高。     

肋片传热与优化分析的通用程序设计

研究多变因素条件下，各种形状肋片传热的通用计算程序及其最优化分析程序，建立了辐射－对流－导热联合作用下的数学模型，并进行数值求解，开发出一套肋片传热及其最优化的计算机辅助设计的小型应用软件。     

肋片强化传热的热力学判据

以热力学第二定律为基础,提出了肋片强化传热的热力学判据－加肋片后与加肋片前单位传热量的熵产之比eⅡ,并以矩形直肋片为例,在工程上常见的第三类边界条件及恒热流和恒壁温两种工况下,对以上热力学判据进行了分析和讨论,并把结果与传统的肋化判据结果进行了比较。研究结果表明,对肋片的强化传热,存在一临界雷诺数,且临界雷诺数随肋片的结构参数和热流密度的不同而有所差异,同时,肋片的强化传热效果还取决于肋片和流体的导热性能。     

在辐射和对流条件下肋片传热的研究

本文研究了在辐射和对流条件下梯形肋片的传热,应用四阶龙格-库塔法和牛顿-拉伐森迭代法进行数值求解,得出肋片沿肋高方向的温度分布;进一步分析了导热系数、辐射率、肋根温度、肋高和肋间距等参数对肋片传热的影响。比较了考虑辐射矩形肋、三角形肋和不考虑幅射的梯形肋的传热情况。结果对工程设计具有重要意义。     

多变因素条件下延伸表面传热通用数值分析计算的研究

研究各种形式肋片在辐射－对流－导热的联合作用下，以及变换特性参数时稳态与非稳态传热的通用数学物理模型和数值计算方法，考虑了辐射与整体肋片传热计算的耦合问题。     

环肋肋基温度沉降对肋片散热的影响

对圆管外带环肋的肋壁传热进行了分析，采用有限差分法对环肋的二维轴对称导热问题进行了数值模拟，以考察环肋肋基温度和对肋片散热的影响，得到了不同几何结构及运行工况下肋基温度沉降对肋片散热的影响曲线。结果表明，在实用的工程应用范围内，肋基温度沉降对肋片散热的影响可达５％￣１８％。     

在复杂边值条件下非稳态肋片传热的最优化（Ⅱ）

研究了在辐射对流同时作用下肋根温度作周期性变化时矩形肋片的传热特性。首先对主控微分方程组进行离散化处理，并籍助数值计算方法进行求解，然后详细分析了肋片的温度分布与各种热特性参数的变化规律。非稳态肋片传热的温度边界层新概念。     

An equation of entransy transfer and its application

Entransy is a physical quantity describing heat transfer ability, and heat transfer is accompanied by entransy transfer. Thermal energy is conserved in its transfer process, while entransy is dissipated because of the irreversibility of its transfer process. As a result, entransy transfer must have its rules which are different from those of thermal energy transfer. Based on the definition of entransy, an entransy transfer equation is derived, which describes the entransy transfer processes of a multi-component viscous fluid subject to heat transfer by conduction and convection, mass diffusion and chemical reactions. The expressions of entransy flux and entransy dissipation are obtained simultaneously, and their physical mechanism is clarified. And further, the theory and method of optimizing heat transfer applying the entransy transfer equation to the steady-state convection heat transfer process are expounded. The minimum thermal resistance principle and the entransy dissipation extremum principle are obtained by applying the steady-state entransy transfer equation to the steady-state convection heat transfer process. The cases of the single-component steady-state convection heat transfer and the steady-state heat conduction show the application of the theory and method.     

75kW微型燃气轮机回热器传热性能试验

研究等流量法在高温回热器试验台上的应用．用等流量法(修正的等雷诺数方法)对75kW回热器进行传热性能试验，并进行传热数据分析．从总传热系数K中分离两侧的表面传热系数h，获得了有工程应用价值的Nu-Re准则关系式．     

一种确定墙体表面换热系数的实验方法

首次提出了用频率谱分析法分析墙体表面换热过程及推导墙体表面换热系数的实验方法。经实验和预测检验表明：该方法能够充分反映墙体表面换热过程，其结果是准确可靠的。为确定墙体表面换热系数找到了一种实用有效的方法。     

再生式空气预热器的温度场及传热的计算与分析

通过对我国大型锅炉中常用的再生式空气预热器中传热元件的传热过程的分析，建立了它的传热数学模型，通过计算机求解，以《锅炉机组热力计算标准方法》￣［１］中回转式空气预热器的设计计算为例，进行了核算，平均数值符合很好。     

三维层流自然对流换热边界层方程的数值解法

采用坐标变换及凯勒单元法求解强制对流换热边界层方程已比较成熟,但对自然对流换热的求解还未见报道。为了检验此方法用于求解自然对流换热的计算精度,采用该方法数值求解了竖窄条三维层流自然对流换热边界层方程,计算结果与前人的实验结果相符。结果表明,用此方法求解三维层流自然对流换热边界层方程是可行的。     

辐射-导热耦合换热边界元算法

本文提出了一种求解辐射-导热耦合换热问题的边界单元算法(BEM),该方法将两种传热方式通过辐射热源耦合起来.首先,采用BEM对辐射传热方程、辐射热源方程和含有辐射热源的热传导方程进行离散;其次,利用辐射传热方程消除辐射热源方程中的辐射热流项;然后,根据Stefan-Boltzmann定律形成含有温度四次方以及热流密度表示的非线性代数方程组.出现在所有积分方程中的域积分由径向积分法转换成边界积分,形成了对于参与性介质问题也只需在边界上划分单元的纯边界元算法.最后,用Newton-Raphson迭代法对方程组进行求解.提供的数值算例将表明本文所介绍方法的正确性与有效性.     

一种面向热设计的反馈-模糊推理全局算法

针对常规模糊推理算法无法有效求解具有复杂或未知传热规律的传热学反问题,提出一种反馈-模糊推理全局算法.基于模糊推理的基本流程,将变论域方法、反馈思想和模拟退火算法结合起来,通过反馈单元降低模糊规则对传热规律的依赖,并通过模拟退火单元防止陷入局部最优.采用此方法对风冷散热器翅片的几何结构设计问题进行求解,并与常规模糊推理算法和模拟退火算法结果进行对比.同时,对不同初始值、不同输入误差下反馈-模糊推理全局算法的计算结果进行验证和对比.结果表明,该算法可以解决传热学规律复杂或未知的传热学反问题,计算结果不受初始值影响.该算法在解决此类问题时拥有良好的鲁棒性和抗不适定性,可以为反问题、结构设计和优化提供参考.     

竹材组合墙体构件热湿耦合迁移特性

 以多孔介质传热传质学为基础,建立以湿度梯度为热源或热汇,以温度梯度作为湿源或湿汇的建筑构件内热湿耦合迁移的动态数学方程。提出用传递函数分析方法研究建筑构件内的热湿耦合过程,利用Laplace变换方法求解耦合方程。使用该方法对竹材组合墙体构件竹板进行了热湿耦合过程的分析计算,得到了竹板内温度和含湿量的动态分布特性。计算结果与实测值吻合较好,表明本文建立的数学模型和求解方法合理可信,有利于竹结构组合墙体的特性研究,也有利于竹材作为一种新型建筑材料的发展。     

结霜工况下平行流换热器的换热性能

测试了平行流换热器在结霜工况下的换热性能.研究了换热器的换热面积及表面换热效率随霜层厚度的变化,并采用对数平均温差（LMTD）法对结霜状况下霜层表面的换热系数进行了计算.结果显示,当霜层厚度达到0.4 mm时,换热器的换热面积下降18%左右,表面换热效率下降17.42%～24.78%;而换热系数的降低是换热器性能降低的重要因素,试验中换热器的换热系数均下降50%左右,百叶窗的霜堵是导致换热系数降低的主要原因.     

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

基于VOF算法,建立了板式蒸发式冷凝器气-液两相降膜流动传热传质的计算模型,该模型考虑了表面张力动量源项和气-液相间传热传质源项．并利用该模型,定量分析了不同壁面热流密度、液相进口温度和空气速度下竖直板面的温度分布、气-液界面处潜热和显热换热量的相对关系．计算结果显示,液膜和空气内温度随壁面热流密度的增大而增大,在气液界面处,温度梯度存在不连续;气-液相界面处的换热主要形式为水蒸发传质引起的潜热换热为主、空气显热传热为辅,并且传热热阻主要集中于水膜内;并且随风速的增加,相间传质量也随之增大．