局部热壁面温度瞬态变化腔体内纳米流体自然对流数值模拟

在腔体下壁面局部热源温度随时间按正弦规律变化的条件下,对二维腔体内Cu-水纳米流体的非稳态自然对流进行了数值研究。在相关参数一定的条件下,研究了瑞利数、纳米颗粒体积分数以及腔体高宽比对自然对流换热特性的影响。计算结果表明:随着瑞利数Ra及纳米颗粒体积分数?的增加,腔体壁面的时均传热速率增大,同时随着腔体高宽比D的增加,时均传热速率减小并趋于稳定的值。     

三角形腔体内纳米流体自然对流换热数值研究

采用有限容积法对二维三角形腔体内CuO-机油纳米流体自然对流换热进行了数值模拟研究,重点分析研究了液体纳米层厚度对CuO-机油纳米流体自然对流换热的影响,同时也研究了瑞利数Ra、纳米颗粒体积分数φ以及腔体高宽比AR对CuO-机油纳米流体自然对流换热的影响。研究结果表明,液体纳米层的存在使纳米流体的自然对流增强,换热量增大;在相同纳米颗粒体积分数下,随着Ra数的增大,自然对流换热强度显著增强,且Ra数较小时,换热量随着腔体高宽比AR的增大而减小。     

波纹形多孔介质腔内纳米流体自然对流数值研究

采用局部非热平衡模型数值研究了波纹形多孔介质腔体内Cu-水纳米流体的自然对流换热。腔体左侧及右侧波纹曲面的温度分别保持恒定的低温和高温,上、下壁面绝热。在曲线坐标中用有限容积法离散方程,纳米流体的流动采用达西模型来描述。在腔体波峰突起相对高度λ保持定值的情况下,研究了瑞利数Ra、达西数Da、无量纲容积换热系数Nhs及纳米颗粒体积分数φ对腔体内Cu-水纳米流体自然对流换热的影响。计算结果表明:纳米流体相平均努赛尔数Nunf随瑞利数Ra、达西数Da的增加而增加,随无量纲容积换热系数Nhs的增加而减小;低无量纲容积换热系数下,局部非热平衡效应影响明显;纳米流体相平均努赛尔数Nu_(nf)和固体骨架相平均努赛尔数Nus随纳米颗粒体积分数φ的增加而增大。     

多孔介质等腰三角形腔体内自然对流换热

用数值方法模拟了以纳米流体为流动介质、充满玻璃球的等腰三角形多孔介质腔体,在不同顶角时的自然对流换热。纳米流体参数采用Tiwari-Das提出的模型计算,多孔介质中流体的流动用Darcy模型,考虑Boussinesq假设处理自然对流效应。分析不同三角形顶角下平均努塞尔数Nu随纳米颗粒体积分数、多孔介质孔隙率、玻璃球直径、加热面比例因子、瑞利数等参数变化时的情况。结果表明,在纳米流体和多孔介质参数不变的情况下,等腰三角形不同顶角腔体内的纳米流体自然对流换热差别明显,在某些情形下结果甚至截然相反。     

凹槽形腔体内TiO_2-水纳米流体自然对流数值研究

采用数值模拟方法对凹槽形腔体内TiO_2-水纳米流体的自然对流换热进行了研究,重点讨论了Ra数、纳米颗粒体积分数φ和热源尺寸的变化对自然对流换热的影响。结果表明:添加纳米颗粒能够明显提高自然对流换热强度,在给定的Ra数下,随着纳米颗粒体积分数φ的增加,纳米流体的自然对流换热强度明显提高;在给定的纳米颗粒体积分数φ下,随着Ra数的增加,纳米流体的换热强度也同时增强;当Ra=105时,随着热源尺寸的增加,热壁面的平均Nu数也增加。     

微通道内Al_2O_3-水纳米流体强制对流换热的数值研究

采用有限容积法对微通道内Al_2O_3-水纳米流体的强制对流换热进行数值模拟研究。重点分析纳米颗粒粒径、纳米颗粒体积分数φ和Re数变化对强制对流换热的影响。研究结果表明:粒径小的纳米颗粒更有利于改善流体内部的能量传递过程,增强换热;在纳米颗粒粒径和Re数一定时,随着纳米颗粒体积分数φ的增加,平均努塞尔数Nuave增加,换热增强;在纳米颗粒粒径和体积分数一定时,随着Re数的增大,Nuave增加,换热明显增强。     

粘度模型对U型封闭腔内Al_2O_3-水纳米流体自然对流的影响

采用四种不同的粘度模型计算纳米流体粘度,对二维U型封闭腔内Al_2O_3-水纳米流体的自然对流换热进行数值模拟,研究分析了不同粘度模型、瑞利数Ra和纳米颗粒体积分数φ对纳米流体自然对流换热的影响。数值模拟时参数变化范围为:Ra=10~3~10~6,φ=0.02~0.08。研究结果表明:采用不同的粘度模型时纳米流体自然对流换热效果相差较大,特别是在瑞利数Ra=10~5和Ra=10~6时,采用粘度模型Ⅱ和粘度模型Ⅲ计算得到的纳米流体平均Nu数变化趋势与采用粘度模型Ⅰ和粘度模型Ⅳ得到的平均Nu数变化趋势完全相反。     

局部冷壁面多孔介质梯形腔内纳米流体自然对流

在局部冷壁面条件下,对Cu-水纳米流体在多孔介质梯形腔内的自然对流换热进行了数值研究。主要讨论了达西数Da、瑞利数Ra、纳米粒子体积分数φ和局部冷壁面位置对自然对流换热的影响。数值计算结果表明,平均Nu数随着Da数、Ra数和φ的增加而增大。随着局部冷壁面位置向下移动,多孔介质梯形腔内Cu-水纳米流体流动强度逐渐减小,并且平均Nu数也减小。     

多孔介质方腔内混合对流换热数值研究

为了解多孔介质方腔内的混合对流换热特性,采用局部热平衡模型对开口多孔介质方腔内的混合对流换热进行了数值模拟,多孔介质方腔内流体的流动采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型来描述。腔体下壁面保持恒定高温,其余壁面为绝热,冷流体以恒定速度从腔体左下侧流体入口处进入腔体。研究了理查德森数、达西数、瑞利数和孔隙率对混合对流换热特性的影响。结果表明：热壁面的平均努塞尔数随理查德森数的增大而减小,随瑞利数和达西数的增大而增大,但平均努塞尔数几乎不受孔隙率的影响。     

C形腔内Ag/MgO-水混合纳米流体自然对流数值研究

以Ag/MgO-水混合纳米流体、Ag-水和MgO-水纳米流体为工作流体,对它们在C形腔内的自然对流进行了数值研究。综合分析了3种不同类型的纳米流体、Ra数、纳米粒子总体积φ及腔体冷热壁面长度比AR对自然对流换热特性的影响。数值计算结果表明,当Ra数较大及φ一定时,Ag/MgO-水混合纳米流体的换热效果最好,Ag-水纳米流体次之,MgO-水纳米流体的换热效果最差。随着Ra数和φ的增大,3种纳米流体的平均Nu数均增大。随着AR的增大,平均Nu数也增大。     

三角腔内纳米流体自然对流换热数值模拟

利用完全高精度紧致差分方法对三角形腔体内纳米流体自然对流换热问题进行了数值模拟,研究了4种不同类型纳米流体的换热效率.研究结果表明,增加纳米颗粒的体积分数会使纳米流体的换热效率增强.在4种纳米流体中,Cu-水纳米流体的平均塞尔数最高,相同条件下纳米流体的换热效率按Cu,CuO,Al_2O_3,TiO_2顺序依次降低.     

水基石墨烯纳米流体黏度的实验研究

采用两步法制备水基石墨烯纳米流体并进行表征,使用乌氏黏度计测量水基石墨烯纳米流体在15~45℃时不同质量分数(0.03%、0.07%、0.10%、0.15%)下的黏度。结果表明,水基石墨烯纳米流体的黏度随温度的升高而减小,与基液的黏度变化趋势一致;在水基石墨烯纳米流体密度随温度变化很小时,黏度的增加量仅随温度出现小幅波动;纳米流体的黏度随石墨烯浓度的增大而增大,温度在15~45℃时,0.15%纳米流体黏度的最大增量达到2.14%。通过黏度模型的验证可知,在低浓度时,对水基石墨烯纳米流体黏度的预测需考虑纳米粒子形状的影响,纳米粒子尺寸的影响不大。     

固体电解质ZrO2（Y2O3）粉末的制备研究

本文比较了几种制备方法及Y_2O_3含量对ZrO_2材料性能的影响,提出了ZrO_2立方相的稳定机理。结果发现,在相同Y_2O_3含量条件下,不同制备方法制得的粉末其晶相中ZrO_2立方相体积分数有较大差异。随Y_2O_3含量的增加,粉末晶相中立方相体积分数迅速增大,其立方相晶胞参数逐渐增加,而当Y_2O_3含量增加到9mol%时,晶胞参数反过来又减小。SEM照片表明,随Y_2O_3含量的增加。ZrO_2粉末颗粒逐渐增大,Y_2O_3含量大于6mol%时,ZrO_2粉末形状变得较不均匀规整。Y_2O_3含量较低时,ZrO_2粉末才具有较好的烧結性能。     

基于DPM模型的软化水冲蚀弯管流场分析

为研究软化水对90°弯管的冲蚀情况,使用CFD-FLUENT数值仿真,选用RNGk-ε湍流模型,DPM离散相冲蚀模型对两相流颗粒流场分布、流体流速、流体黏度、颗粒质量流量、颗粒粒径研究分析.结果表明:随流体流速增大,最大冲蚀速率呈增大趋势;随流体黏度增大,最大冲蚀速率先增加后趋于平稳;随着颗粒质量流率增大,最大冲蚀速率...     

稀薄颗粒流体对弯管冲蚀的数值模拟

运用Fluent中的冲蚀模型(DPM)对含少量颗粒的流体进入弯头处引起的冲蚀进行了数值模拟,分析了管壁转弯处的受力,追踪了颗粒粒子踪迹.结果表明:冲蚀主要发生在弯头底部位置;在同一速度且颗粒携带量一致的条件下,不同直径的颗粒对弯头的冲蚀作用随颗粒直径的增大而增大;在不同的入口速度下,相同直径的颗粒对弯头的冲蚀作用随颗粒速度的增大而增大.模拟结果与现场所测数据基本吻合.该法可以应用于输送含少量颗粒流体管道系统的安全预测、评估及工艺改造.     

渐扩方通道中二次流及对流换热特性研究

运用数值模拟方法,对渐扩方通道内的对流换热特性以及二次流强度进行了研究.对Re数50～800,渐扩角1.5°～3.5°条件下渐扩管的传热和二次流特性进行了分析.结果表明:在沿主流方向的截面上,二次流强度在管壁中间区域处较强,而在方管的4个角上较弱;在一定的渐扩角下,周向平均Nu数随Re数增大而增大,二次流强度也随Re数增大而增大;在同一Re数下Nu数随渐扩角的增加而减小,而Se数随渐扩角的增大而增大.入口段的长度对渐扩段的换热情况有一定的影响,而出口段的长度对渐扩段的换热情况基本没有影响.     

流体地层模型声测井波场的复极点分析

充流体裸眼井模型中的声场传播是声波测井技术的理论基础之一.对流体一流体模型裸眼井声场进行了数值模拟计算.采用牛顿迭代法求解了声场频散方程的根;通过对软地层和超软地层中各区域内计算结果的对比,发现根的实部随频率增大而增大,虚部随频率增大而减小;并且根的实部不会大于井内流体波数和井外纵波波数的最大值.     

Au纳米颗粒对单根ZnO纳米带电学性质的影响

利用化学气相沉积法在硅衬底上合成高产的Zn O纳米带,采用微栅模板法得到单根Zn O纳米带半导体器件,通过溅射Au纳米颗粒对单根Zn O纳米带进行表面修饰,测得器件在紫外光和暗环境下的I-V特性曲线,研究了影响单根Zn O纳米带光电流和暗电流的因素.结果表明:Au纳米颗粒对两种环境下的电流变化的影响是不同的,光电流随Au纳米颗粒的增多呈现先增大后减小的变化趋势,而暗电流随Au纳米颗粒的增多呈现持续增大的变化趋势.讨论了影响电流变化的可能的机制.     

等热流边界条件下扭曲方管内流动与传热特性数值分析

用数值方法对处于等热流边界条件下的扭曲方管内层流流动与传热特性进行研究.结果表明：流体的平均努塞尔数和阻力系数主要受扭率和雷诺数的影响.在同一扭率下,管内的平均努塞尔数随着雷诺数的增大而增加,阻力系数随雷诺数的增大而减小;在同一雷诺数下,管内的平均努塞尔数和阻力系数随着扭率的增大而减小.不同扭率和雷诺数时,扭曲方管的强化传热指标均〉1,证明扭曲方管具有强化传热的作用.     

外消旋聚乳酸/多壁碳纳米管复合材料的 制备及性能研究

采用溶液共混法制备了外消旋聚乳酸/多壁碳纳米管(PDLLA/MWNT-COOH)复合材料.分别采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、扫描电镜(SEM)对复合材料进行了表征,并借助纳米压痕测试系统和高阻计对复合材料进行了力学和电学性能测试.结果显示,复合材料的玻璃化温度都在53℃左右;热稳定性能随着碳纳米管的加入而提高;当碳纳米管的重量分数不高于5%时,其团聚现象比较轻微;弹性模量和硬度在碳纳米管重量分数为5%时达到最大值;体积电导率随碳纳米管含量的增加不断提高,当碳纳米管含量为7%时,复合材料的体积电导率较纯的PDLLA增加了8个数量级.