纵向波纹通道内充分发展层流传热的近似解

对两纵向波纹平板形成的通道内的定热流边界条件下的传热，采用一级摄动，以壁面波纹的波幅为摄动小量建立模型．将一级摄动温度分作两个线性叠加的部分，分别求解，得到了温度以及传热特性的渐近解．据此研究了传热特性与壁面波纹特性的关系．研究发现，壁面波纹本身以及两板波纹的组合都对这种情况下的壁面传热特性产生着多重影响．     

自由降膜在横向波纹竖壁上的流动与蒸发的分析

对竖直放置的横向波纹形壁面上的定型层流自由降落液膜的运动与蒸发传热进行了分析.对这种运动的控制微分方程及边界条件作无量纲化处理,以壁面波纹为摄动参数对方程组进行幂级数展开,得到了摄动分析模型.通过求解该模型获得了液膜流速、温度和自由表面位置的表达式,讨论了壁面波纹对液膜运动的影响.分析表明,在一定的壁面波幅和波教条件下,横向波纹对这种流动的传热有增强作用.     

波纹竖壁下降液膜的传热

对波纹竖直壁面上的降落液膜换热进行实验研究，用比拟理论，按膜厚与阻力的对应关系，对这种情况下的换热进行简化分析，并与实验结果比较。结果表明，波纹壁面对换热的强化呈周期性变化，随波幅增大而增大，随波纹周期增大而减小，液膜进口温度的升高或加热功率的增大都使换热特性降低。     

两种渐扩渐缩通道内层流传热特性的比较

利用贴体坐标系计算了等壁温工况下水在线型及波纹型渐扩渐缩通道内周期性充分发展的对流换热特性,两种通道进口高度相同,沿流动方向截面积相等,在相同质量流量、相同压力降和相同泵功率等条件下,比较了两种通道的换热特性,计算结果表明,在相同质量流量与相同泵功率条件下,波纹型通道的换热特性优于线型通道,而在相同压力降情况下波纹型通道不如线型通道。     

脉动流下贝塞尔曲线型波纹壁通道流动传热特性研究

为探究波纹壁结构和脉动流耦合作用下通道内流动强化换热的时空效应,基于贝塞尔曲线线型多变、灵活、易控制的优势,设计出3种壁面型线的波纹壁通道,并对比分析了3种波纹壁通道在不同流动及脉动参数下的流动换热特性以及设计因素的作用机理。研究结果表明：湍流状态下(雷诺数为5 000、10 000和20 000),迎流面积最小的模型2通道流动阻力最小,同时具有凹陷和凸起结构的模型4通道强化换热效果最佳;随脉动频率(2～20 Hz)的增加,3种模型通道的综合热性能先增再减,而随着脉动振幅(0.1～0.9)的增加,3种模型通道的综合热性能先增加再小幅度减小;在脉动流和壁面结构的共同作用下,热边界层的发展在结构单元尺度范围内被进一步破坏,高温工质区域沿流向间断分布。脉动流下波纹壁通道内流体扰动的时空耦合效应显著提升了通道综合热性能,为解决狭窄通道内部过热问题提供有效的途径。     

全波纹腹板H型钢门式刚架的内力分析

全波纹腹板H型钢在一定程度上缓解了腹板薄壁化与稳定性之间的矛盾.运用变截面梁单元有限元法和MATLAB高级编程语言分析了波幅与波纹改变时对全波纹腹板变截面门式刚架的内力与柱顶水平位移的影响.通过分析可知,随着波幅的增大刚架柱顶水平位移在减小,随着波长的增大刚架柱顶水平位移在增大,但波幅与波纹的改变对刚架的内力影响不明显;并与等截面门式刚架进行对比,用实例说明了全波纹腹板H型钢门式刚架柱顶水平位移较小的优越性.这为全波纹腹板H型钢在工程中的应用提供了理论依据.     

波形微通道流动沸腾换热特性的数值模拟

提出一种壁面为正弦波形结构的微通道,应用VOF模型和用户自定义函数,着重对波形微通道内的流动沸腾换热过程进行数值模拟.对比波形微通道和平直微通道内的汽泡变化、流动沸腾换热效果和可靠性的差异,分析波形结构对微通道流动沸腾换热的影响.对比发现:波形结构可以促进汽泡脱离受热壁面,维持核态沸腾,避免局部干涸,保证汽液两相流动的可靠性.研究结果表明:增大波幅和减小波距均可强化波形微通道的沸腾换热;波幅扩大到4倍(从20μm增加到80μm),沸腾换热系数提高26.5%,流动阻力升高24.0%;波距缩小到1/4(由2.0 mm减少到0.5 mm),沸腾换热系数提高16.0%,流动阻力升高40.0%;波幅对沸腾换热系数的影响较大,而波距对流动阻力的影响较大,但过大的波幅和过小的波距会引起局部干涸,造成传热恶化,不利于可靠传热.     

微型燃机一次表面回热器全程通道三维数值模拟

基于层流假设,对微型燃机一次表面回热器 (PSR)波纹状全程通道的换热特性和压力损失进行了三维数值模拟计算,并将模拟结果与经验公式计算结果进行了比较.数值模拟结果表明,一次表面回热器的换热特性和压力损失值与雷诺数及波纹的结构尺寸有关.换热特性随着雷诺数的增加、通道宽高比的减小而逐渐增强,阻力损失则随着雷诺数、通道宽高比的增加而明显增大.当回热器部分流量工作时,回热度升高.     

不同相位差正弦型波纹通道内流动与换热特性的数值研究

研究了流体在不同相位差的正弦型波纹通道内周期性充分发展的层流流动特征及强化换热特性,利用数值模拟方法探讨了波纹上、下板相位差对流动与换热的影响.计算结果表明:对于不同相位差的通道在当量直径与入口质量流量分别相同的条件下,流动与换热特性与Re的范围有关,上、下波纹板相位差为0°与180°时通道的阻力较高,相位差为30°时通道的阻力最低,同时也以相位差为0°时通道表面的换热速率最高,相位差为30°时通道表面的换热速率相对较低,即表面换热性能的改善要以压力损失的增大为代价.     

湿壁面条件下T型微通道内两相流数值模拟

采用相场法,数值模拟T型微通道内不可压缩两相流动.改变毛细数大小,在壁面和连续相完全浸润的条 件下,得到离散相的两种形成机理:挤压机理和滴落机理,并发现挤压机理下离散相的形成对主通道内连续相流动 影响较大,离散相形成前后,滴落机理下离散相底部壁面的黏性切应力比挤压机理下的大.对于不同的流量比,壁 面和连续相浸润程度减弱,挤压机理下离散相长度增加,离散相前后端形状逐渐不对称,大流量比下会使离散相在 主通道下游脱离,滴落机理下壁面湿度变化对离散相尺寸和形状影响微弱.这些基本规律,为有效控制微通道内离 散相的尺寸和制造微通道设备材料的选择提供了依据.