格子Boltzmann方法的工程热物理应用

格子Boltzmann方法在过去的20年里已经发展成为一种有效的数值模拟方法, 它是介于微观分子动力学方法和基于连续介质假设的宏观方法之间的一种介观方法. 该方法与传统的流体模拟方法不同, 它基于分子动理论, 通过跟踪粒子分布函数的输运而后对分布函数求矩来获得宏观平均特性. 基于本课题成员的一些工作, 本文对格子Boltzmann方法在工程热物理领域中研究进展做了简要回顾, 包括: (1) 格子Boltzmann方法的发展简介; (2) 沿着Boltzmann方程 —— Maxwell分布 —— Boltzmann-BGK方程 —— 格子Boltzmann-BGK方程这一主线对格子Boltzmann方法的基础理论和基本模型做了简要介绍; (3) 在格子Boltzmann方法的模型发展方面, 介绍了用于理想气体可压缩流动与传热的耦合双分布函数模型和用于非平衡态气体流动模拟的格子Boltzmann模型. 在格子Boltzmann方法的边界处理方面, 介绍了反弹与镜面漫反射格式及质量修正格式. 在格子Boltzmann方法的计算格式方面, 介绍了显式-隐式有限差分格式, 该格式能够有效地提高计算效率; (4) 在格子Boltzmann方法的应用方面, 着重对其在交变流动、可压缩流动、多孔介质流动、微尺度气体流动及热声中的应用做了详细介绍; 最后指出了格子Boltzmann方法在工程热物理领域中需要进一步研究的内容.     

浅谈水利工程中软土地基处理技术的应用

随着我国经济的快速发展,我国城市的水利工程建设项目规模也越来越多,而水利工程是综合地基建设、地质地形特征、施工人员技术水平等高难度、高技术要求的重大工程项目,其中地基建设更是水利工程的重中之重,关系到水利工程的施工进度和施工质量。软土地基处理技术是一种高技术水平的、高效的、实用的现代化地基建设方法,已经广泛应用到水利工程、公路工程等众多领域中,并取得了很重大的效果。本文通过阐述软土地基的基本概念与特征,以及在水利工程施工中的危害作用,讲述软土地基处理技术的主要技术方法,进而介绍软土地基处理技术方法在水利工程中的应用,以及问题分析和解决建议,以此来提高水利工程地基建设技术的水平,促进整个水利工程质量和施工进度的提高。     

蒸汽珠状冷凝传热的研究进展

蒸汽在固体表面的冷凝现象普遍存在于自然和生产生活当中.探究凝结液生成机理和热质输运过程,对实现凝结过程有机调控具有重要价值.珠状冷凝由于其高效的换热能力及其在防冰除湿、海水淡化等领域的重要作用,备受学界关注.功能界面制备技术的快速发展助力了传热调控的迅速发展,帮助加深了对相关机理的理解,同时也催生了许多新的科学问题和研究方向.本文通过介绍部分代表性工作,回顾了蒸汽珠状冷凝的研究历史,讨论了其形成机理,总结了传热模型的发展历程和功能表面的制备技术,归纳了存在的问题并探讨了未来的研究方向.     

不凝气体存在时水平单管外膜状凝结换热的数值研究

为查明不凝气体对水平管外膜状凝结换热特性的影响规律,建立了水平单管的气、液双边界层模型,该模型考虑了气、液膜之间的质量连续及能量连续特征,对于不同的壁面过冷度,用数值方法首次求解并分析了边界层内局部不凝气体质量分数、温度和速度的分布规律,计算结果表明,从主流蒸汽到气流界面,不凝气体含量和气膜速度逐渐增加而气膜温度降低,平均凝结换热系数值解与实验解符合较好 。     

微通道中极性流体流动特性的研究

采用数值模拟方法确定极性流体电黏性对于微通道内流动摩擦系数的影响，并与文献中的实验结果进行了比较．所采用的极性流体是具有不同离子浓度和导电率的去离子水和自来水．采用有限容积法详细研究了通道壁面电势、流体离子浓度、导电率和通道几何特征对双电层、电黏性和摩擦系数的影响．数值模拟结果表明：极性流体电黏效应的影响是否可以忽略，要根据通道当量直径与双电层厚度的比值r来决定，比值越小电黏影响越大．根据实验条件得到当rmin≈15时，电黏效应是完全可以忽略的，但如果r继续减小到10时，电黏效应不能忽略．     

二维管道内交变流动的格子-Boltzmann方法模拟研究

采用格子-Boltzmann方法（LBM）对二维管道内不可压缩交变流动——Womersley流的流动与换热进行了数值模拟研究．结果表明：管道内压力梯度呈周期性变化，在周期较小时，管道的绝大部分区域速度分布相当平坦，在靠近壁面附近出现了速度的峰值，且靠近壁面处速度变化剧烈；在周期较大时，速度分布近似于抛物线，管道中心速度总大于壁面附近速度，且不同周期下的模拟结果与解析解都吻合得很好．另外，当速度交变时，温度表现为波动变化．速度与温度的相位差、温度的分布特性、温度的波动特性等都与压力梯度交变周期及幅值有关．研究结果表明，LBM可以用于交变流动的模拟．鉴于LBM的众多优点，该方法有望成为求解复杂流动与换热的一种有效的数值模拟手段．     

在化学教学中全面贯彻党的教育方针,注重学生能力的培养

化学教师的职责,就是要全面贯彻党的教育方针,不断提高化学教学质量。本文将结合我们的工作实际谈谈这些问题。 一、牢记双重任务,全面贯彻党 的教育方针 普通教育的任务是既要为上一级学校输送合格的新生,又要培养政治思想、文化素养较高的劳动者。当前有些学校、有些教     

穿孔丁胞与纵向涡复合H型翅片表面的酸冷凝和传热特性

酸冷凝速度是影响酸腐蚀的重要因素,降低酸冷凝速度能够有效地减轻壁面腐蚀,增强设备安全性.本文采用数值方法研究了换热器中翅片管的酸冷凝沉积特性和传热特性,在酸冷凝数值模型中,同时考虑气液平衡理论和多组分扩散影响.基于H型翅片椭圆管,提出3种新型翅片结构来增强传热和降低酸冷凝速度.通过研究相关参数(烟气温度、酸蒸气浓度、水蒸气浓度和雷诺数)对不同翅片表面的影响,结果表明,新型结构翅片管束能够有效提高传热和抑制酸冷凝的综合性能.     

浅谈土坝混凝土防渗墙设计在水利工程中的应用

随着时代的进步和社会经济的发展,我国塑性混凝土防渗墙施工工艺技术日趋成熟,因为其一系列的优点,如较好的抗渗性能、较大的极限应变值和较强的适应变形能力等,因此被广泛的应用到水利工程中。土坝混凝土防渗墙的设计需要充分结合工程具体情况来进行,保证工程质量,将防渗墙的作用给充分发挥出来。本文以某水库防渗加固工程为例,分析了土坝混凝土防渗墙设计在水利工程中的应用,希望可以提供一些有价值的参考意见。     

TCi方法测试理论假设引入测量误差数值分析

飞行器热防护与节能保温等领域均需使用高效的隔热材料.导热系数作为表征材料隔热性能的重要参数,其准确测试具有重要意义.修正瞬态平面热源法(modified transient plane source method, MTPS)又称TCi方法,是在瞬态平面热源法的基础上发展起来的一种瞬态导热系数测试方法,因其具有单面测试、测试速率快、便于进行现场测试等优点而得到了较多应用.但其声称测试精度适用范围有待验证,不同方法对比或者相同方法不同测量方式均会出现较大的测试偏差.本文通过数值手段模拟TCi方法的实验测试过程,定量分析并揭示其测量理论假设对泡沫类、陶瓷类和金属类材料导热系数和蓄热系数测试精度的影响规律.结果表明, TCi方法可以比较准确地测试不同类型材料的蓄热系数,不同校准曲线对蓄热系数测试结果影响不大,但不同导热系数校准曲线所得结果差异较大,尤其是泡沫类材料,受探头隔热层影响非常显著,会使测试结果出现较大偏差.探头与测试材料之间的接触热阻会使高导热材料测试结果偏低,而对低导热泡沫类材料的影响可以忽略,添加接触剂可以显著降低接触热阻的影响. TCi方法理论假设中校准曲线及接触热阻均会对测试精度产生影响,这些误差累积后可能会显著影响测试精度.因此,使用TCi方法时需对其理论假设引入的误差予以分析.