稳态周期导热数值计算复数法及铠装热电偶的频率响应

本文提出一种复数方法,进行稳态周期导热的数值计算,并用于铠装热电偶的频率响应的确定。     

准稳态周期导热复数解

文章提出了一种复数方法来求出准稳态周期导热的解。此复数法可将准稳态周期导数的微分方程或微分方程组转换为代数方程或代数方程组,从而使解容易得到。     

南极海冰导热系数优化辨识

根据我国第22次南极科学考察现场调查数据,建立了辨识海冰导热系数的参数辨识模型,依据海冰导热系数依赖于其温度盐度的变化关系,拟合得到了三种海冰导热系数依赖于温度盐度的函数关系.通过遗传算法对该优化辨识模型进行了数值求解,用辨识出的最优导热系数与目前通用的海冰导热系数经验公式分别对我国第21次南极科学考察观测温度数据进行数值模拟,模拟结果表明本文构造的辨识模型是正确有效的,辨识结果可供南极海冰数值模拟者参考.     

轴向导热对板翅式换热器传热性能的影响

为了降低轴向导热对板翅式换热器传热性能的影响,利用计算流体力学软件Fluent,分别计算了考虑轴向导热模型和不考虑轴向导热模型的换热因子,引入无量纲参数传热恶化率(η)来评价轴向导热对板翅式换热器传热性能的影响程度,讨论了流体工况下翅片类型(平直翅片和锯齿翅片)、翅片结构、流体种类、翅片材料等因素对η的影响。计算结果表明,轴向导热对板翅式换热器传热性能的影响程度较大,流体工况下翅片类型、流体种类、翅片结构、翅片材料等因素对η均有所影响。其中,对于不同流体工况,当Re小于等于600时,η较大,此时在翅片的设计和选型时需要考虑轴向导热对其传热性能的影响;对于不同的翅片类型,在Re小于等于600时,锯齿型翅片的η低于平直翅片;对于不同翅片结构,无量纲参数β为70、翅片密度为4.1的此类平直翅片的η最大,在翅片选型时应尽量少选此类平直翅片;对于低温流体,Pr越大,其η越大;对于不同翅片材料,在综合考虑强化换热和减小轴向导热影响两方面因素下,并非高导热系数材料的传热性能最佳,而是在不同Re下,最大换热因子均对应一个最佳的导热系数。     

用水冷管热流法测定固态电渣导热系数

提出了改进前人所提出的测定含CaF_2固态渣导热系数的方法,通过测定有渣壳和无渣壳的铜-氧化铝水冷套管中热流值,即可求出渣壳的导热系数,测定了ANF—6(70％CaF_2—30％Al_2O_3)与L_4(15％CaF_2—50％Al_2O_3—30％CaO—5％MgO)渣的导热系数,其温度范围分别为637～1273℃及760～1188℃,其导热系数均随温度升高而增大,并求出了两种渣导热系数与温度的关系式,在1000℃下L_4渣的导热系数较ANF-6渣少50％,此法简便可靠。     

电趋肤效应机理与应用

比较研究了电趋肤效应机理及电趋肤效应的应用问题,讨论了静电趋肤效应和电流趋肤效应（直流电趋肤效应和交流电趋肤效应）,分析了直流电趋肤效应和交流电趋肤效应机理上的差别,分析了高压交流输电和高压直流输电的优缺点.认为静电趋肤效应是由于外电场对处于场中导体内负电荷做功,使之在晶格势场中的能态升高,从而分布在导体的外表面上;直流电载流子在横向电场和磁场共同作用下产生趋肤效应;交流电载流子除了与直流电载流子具有产生趋肤效应相同的原因外,还会受到感应电场的作用,能态升高后产生趋肤效应,因此交流电趋肤效应明显强于直流电趋肤效应.正因为如此,现代发展起来的高压直流输电较高压交流输电更节省电能.     

有内热源时稳定导热的电模拟计算

目前导热的电模拟仅限于无內热源的导热。本文讨论有内热源时稳定导热的电模拟,得出模拟拟电路,提出线性热路叠加原理。以无限大平板为例,进行了电模拟计算。用含参变量的积分解决了温度叠加和热流叠加的问题。根据计算结果,引出一个新概念——偏心距,用它可迅速确定板内最高温度的位置。     

计算机模拟聚合物纳米复合材料导电导热的研究进展

总结了作者课题组采用分子动力学模拟方法,在聚合物纳米复合材料导电导热方面取得的研究进展。研究结果表明,高的聚合物导电填料相互作用能、中等的分子链功能化改性度、中等的导电填料表面接枝分子链数目、中等的本体交联密度以及中等比率的聚合物共混有利于导电填料网络的形成,进而得到高的材料电导率。另外,外加剪切场和电场会显著地致使导电填料沿着外场方向取向,进而获得导电各向异性材料。当外加剪切场和电场撤去后,导电网络会逐渐地回复到初始值,这个回复过程可以用一个模型来描绘。对于导热性能,聚合物填料界面热导率与填料接枝密度成正比;随着接枝长度的增加,聚合物填料界面热导率先上升后逐渐趋于恒定;然而填料热导率随着接枝密度的上升而显著下降,最终在中等接枝密度下材料的热导率达到最大值。此外,填料间热阻可以用一个热环流模型来描绘。最后,分子链接枝填料末端会显著提高材料的热导率。这些基础问题的探讨将为制备高导电高导热的聚合物纳米复合材料提供重要的科学依据与理论指导。     

三通道同心套管导热与对流耦合换热的数值模拟

采用整体求解法对常物性的冷、热流体在三通道同心套管中层流逆流流动时的导热与对流耦合传热问题，进行了数值模拟．结果表明，3个通道除各自的入口段局部努塞尔数Nu沿通道变化外，其后均为充分发展段，局部Nu保持不变，且通道内侧的换热比外侧好．固体与流体的导热系数之比λsf对耦合换热产生影响，耦合情况下的Nu比均匀热流边界条件下的Nu要小，随λsf的减小，固壁内的导热对Nu的影响加大．     

聚合物基复合材料导热模型及其研究进展

综述了聚合物基复合材料研究现状和应用前景,简要介绍了填充型聚合物基复合材料的导热机理.重点对聚合物基复合材料的经典导热模型进行了归纳和总结,介绍了部分模型的具体推导过程,对比了各模型的适用条件及特点.同时提出了导热模型普适性不足的问题,指出在人工智能的飞跃式发展和大数据时代背景下,聚合物基复合材料在各种高精尖领域中将具有广阔的发展前景,并对该领域的未来研究提出一些建议.     

一维热传导方程的数值解

利用差分法对数理方程的多个较复杂的一维热传导问题进行分析,并进行数值计算,给出了直观的图象.     

数量级分析和相似原理在导热中的应用

运用数量级分析和相似原理对第一类边界条件下不稳态导热问题进行了求解,并从5个方面分析了热层与边界层的类似性。提出了导热雷诺数、阻热系数及层态和紊态导热的概念,说明了导热雷诺数的物理意义,导出了阻热系数与导热雷诺数的关系,分析了层态和紊态导热的特点。     

导热三维温度场的科学计算可视化研究

将实体造型理论与导热理论有机结合，根据导热三维温度场数值计算与构型数据分布的特点，采用了颜色纹理法的可视化方案：建立温－色表；用空间二进制矩阵最小单元的灰暗度来产生无级的浓淡阴影变化；描绘出导热三维温度场的色温图；将每一瞬态的色温图顺序播放出来，从而实现导热三维温度场的可视化．该研究为热力传导问题的仿真提供了一条有效的途径．     

金属棒中的热传导

用热传导理论研究了金属棒中的热传导过程,描绘了棒中的实际的热传导图景.     

关于时间坐标的热传导逆问题

从理论上讨论关于时间坐标热传导逆问题解的存在问题，给出一个实例(对流换热条件下一维不稳态导热)来说明该类逆问题解的存在。使得求解成为有意义的工作，否则求解工作将毫无意义。     

半无限大物体中的移动热源导热

利用镜像法和热源函数法对移动热源在半无限大物体中的热传导问题进行了分析,得到了壁面绝热和壁面恒温时常功率平面移动热源在半无限大物体和表面有散热的半无限长细杆中形成的温度场的精确解。     

电热双金属复合管热传导的数值分析

导出变物性下电热复合管热传导的离散近似方程式，源项采用切线方案予以局部线性化．结合一个典型实例计算，指出此类实验件的固有热特点，以及外壁温、总电流、内径测量偏差与内壁温、电功率计算值之间的数值联系．对比解析解和传热实验数据，表明数值分析是可靠有效的．本文为这一构思新颖的电传热实验件工作参数和结构尺寸的设定提供了方法和依据．     

基于pdetool的热传导数值计算

分析解法无法解决复杂的几何形状或边界条件的导热问题,本文运用pdetool工具箱,对工程中经常遇见的周期性变化边界、直肋及三维非稳定导热等问题进行了数值求解.结果表明应用pdetool在解决此类问题是高效、直观的,它不仅能解二维导热问题,通过变化公式和设置合适的边界,可以解决一维和某些三维导热问题,为工程实际问题的解决提供了有效的工具.     

一维Fibonacci链的热传导

应用数值方法 ,计算了各种频率的平面波通过一维Fibonacci链的透射系数 ,据此研究了Fibonacci链热通量J与粒子数N之间的关系 ,得出J～Nα(0 .5 <α <1) ,α与系统中在位势的大小有关 ,并与其他系统的结果作了比较 .     

一维派尔斯晶格体系中反常热导的研究

考虑到许多真实材料的派尔斯不稳定性,提出了一维二聚化晶格模型.通过改变体系长短键键能的差异,得到了在之间连续变化的指数值α.对于真实体系如聚乙炔链,计算结果与Mode-coupling theory理论的预测值吻合较好,表明同质的(homogenous)链是最好的热导体.