管壁导热对管内流动流体热边界条件的影响

对层流管内受迫流动热入口段内流体与管壁间耦合传热进行了计算 ,研究了试件几何尺寸、试件与流体物性参数及流体流动状态对内管壁处流体热边界条件均匀性的影响。研究结果表明 ,即使在管外壁均匀加热 (或冷却 )的情况下 ,管壁导热也使得内管壁处流体的热边界条件出现明显的不均匀性。影响这种不均匀性的主要因素是Peclet数、管壁材料的相对导热系数、实验段相对加热长度及管壁相对厚度等无量纲参数。为了改善管内壁处流体的热边界条件以提高对流换热实验结果的精度和可靠性 ,在保证管外壁加热 (或冷却 )均匀性的前提下 ,一定要尽可能采用足够长的薄壁管做对流换热实验的加热段。此外 ,试件的材料与拟采用的加热方式有关。恒壁温加热时要选用导热系数大的材料 ,而恒热流加热时 (如外绕加热丝加热或管壁直接通电加热 )则应选用导热系数较小的材料     

振荡管管壁轴向导热的试验研究

对振荡管管壁的轴向导热进行了实验研究，提出了一定振荡频率和膨胀比下隔阻客壁轴向导热对振荡管等熵制冷效率及管内流动的影响规律，结果表明；隔阻振荡管冷、热端管壁的轴向导热、使管内激波幅值增大，激波形成点后移，等熵制冷效率有显著提高。     

振动对管内流体对流传热影响实验研究

利用实验的方法研究了水平圆管在高频低振幅的横向振动条件下,管内流体的传热特性,分析了不同振动参数对管内流体传热的影响.针对振动对传热影响的研究使用实验测量的振动加速度进行频谱分析得出共振频率.结果表明:随着振动频率的增加管内对流换热系数先增大,达到峰值(共振频率下)后迅速减小,最终趋于稳定;随着振动加速度的增大,管内对流换热系数增大,且振动频率对传热的影响要强于振动加速度.传热强度最高提升14.94%.此外,根据实验结果拟合了Nu增强率关联式,将拟合结果与实验值进行比较,误差最大在8.02%左右,可为工程实际应用提供参考.     

几何边界条件对导热系数测量值的影响

在用稳态法对不良导体导热系数测量的实验中，发现样品的几何边界条件对导热系数的测量值是有很大影响的，在工程学上一般认为当扁圆柱形样品的厚度小于半径的1／10时，这一影响就可忽略。但实验指出，可忽略的几何边界条件受样品本身的导热性制约。本研究可以对未知材料的导热性先给出粗略的判断，然后再确定适于实验的样品的几何边界条件，以提高测量的精确度。     

进出流边界条件对二维后台阶流动影响的研究

用有限元方法对不可压缩流体沿二维后台阶流动的流函数－涡量式进行数值计算。讨论了进出流边界条件的改变对流动所产生的影响,证明不仅出流边界条件对后台阶流动进行正确模拟有影响,而且进流边界条件对后台阶流动进行正确模拟的影响更大。     

基于OpenFOAM的周期性管内流动边界处理方法研究

为探究开源计算流体力学软件OpenFOAM中不同周期性边界条件处理方法的适用性,针对圆管内泊肃叶流动,分别在mapped,cyclicAMI,cyclic fan边界条件下开展数值模拟,对模拟得到的速度分布和压力分布进行分析.结果表明:3种边界条件设置下,数值模拟得到的速度分布均与解析解吻合,其中mapped和cyclicAMI边界条件下的数值解非常接近,且与解析解吻合更好;采用mapped边界能够得到与解析解符合的压力场,采用cyclic fan边界时在模拟区域进、出口存在很大的压力梯度,采用cyclicAMI边界得到的压力则恒为0.基于此,探讨了mapped边界条件下,数值模拟结果对计算网格的敏感性.研究发现:随着径向网格数目的增加,速度的计算精度先迅速提高而后趋于稳定;边界层层数的增加能够有效提高近壁区速度的计算精度;数值模拟时径向网格数目采用16个以上为宜,边界层层数不宜少于3层.     

流体的粘弹性对周期性圆管层流流动规律的影响

将粘弹性Maxwell流体本构方程和圆管层流运动基本方程相结合,利用数学解析方法研究了周期性压力梯度推动下脉动层流的流动规律,并得到粘弹性液体在圆管内万籁 流动的速度表达式,按两种情形分析了粘弹性Maxwell流体脉动层流速度振分布状况。研究结果表明,Maxwell流体在0－2π的周期内呈振荡流动。当wt=0时,其速度振幅频率和松弛时间的增大而减小。     

Rijke管内热声振荡机理的一种新解释

根据气体的密度、粘度和导热系数等物性参数随温度变化的规律,提出了Rijke管内热声振荡机理的一种新解释,由于气体密度随温度增加而减小,动力粘度和导热系数随温度增加而增加,故在一定的加热条件下,加热管内会形成压力与流量关系的奇异性,产生不稳定性,从而导致热声振荡,这一研究结果从另一个角度揭示了热声现象的机理,对进一步认识该现象具有一定的意义。     

第三类边界条件中对流换热系数对非稳态导热问题解的影响

对第三类边界条件中所使用的对流换热系数应用于非稳态导热过程存在的问题从理论上进行探讨，通过计算分析表明，采用平均对流换热系数α作为边界条件参数应用于计算过程将使解产生较大的误差。     

不可压缩性流体的层流流动

本文对不可压缩性流体作稳态流动的某些特点和规律以及广义范围内的层流流动作了一些探讨,并对其速度分布形式作了一些粗浅的研究。     

边界元法在轴对称热传导问题中的应用

本文采用直接法推导了轴对称热传导势问题的基本解和边界积分方程,并用线性元进行边界离散,编制了包括三类边界条件在内的轴对称体热传导边界元法分析程序。文末计算了两个具有不同边界条件轴对称体的稳态温度场分布,计算结果与理论解完全一致。     

园管中幂律流体层流进口段效应修正系数的研究

利用边界层能量积分关系式的近似处理方法,对幂律流体贺管层流进口段长度及其进口段效应压力损失与流量修正系数进行了分析与近似计算,并且讨论了幕律流体的流动指数n与进口处修正雷诺数Re对进口段长度和压力损失系数的影响,特别是当n＝1时,本文的解与文献[2]中的解完全一致,因而间接验证了本文结果的可靠性。     

流体的粘弹性对周期性圆管层流流动规律的影响

将粘弹性Maxwell流体本构方程和圆管层流运动基本方程相结合 ,利用数学解析方法研究了周期性压力梯度推动下脉动层流的流动规律 ,并得到粘弹性流体在圆管内周期性流动的速度表达式 ,按两种情形分析了粘弹性Maxwell流体脉动层流速度振幅分布状况。研究结果表明 ,Maxwell流体在 0～ 2π的周期内呈振荡流动。当ωt =0时 ,其速度振幅随频率和松弛时间的增大而减小。     

Karman边界层动量方程中的层流速度分布方程

针对层流流动,提出了一个新的指数型速度分布方程。将其代入karman边界层动量方程后,求得的边界层厚度、边界层中任意点的流速、平板壁面上的总曳力及曳力系数均与Basius精确解极为接近。     

波纹型规整填料的壁流边界

从数学角度分析了波纹型规整填料塔内流体流动的宏观现象，建立了此类填料塔的壁流边界数学模型。求得了它们的壁流边界曲线和几种填料的壁流不充分度曲线，并进行了实验验证。     

轴流通风机内部层流边界层噪声的估算与分析

本文给出了空气气流轻叶片表面时,层流边界层所引起的空气动力噪的模型,并利用该模型,对某一型号的一类轴流通风机的层流边界层噪声进行了估算。     

固定床反应器传热系数的计算

本文提出了固定床反应器床层温度分布的新的计算公式。运用计算机优化参数得有效导热系数K_e和壁给热系数H-W,并推算出温度分布,所得结果与实测值符合较好。     

外肋圆管内层流换热耦合问题的边界元方法

本文讨论了在固体区域应用边界元方法(BEM)和在流体区域应用Duhamel理论相结合,求解外肋圆管内层流换热耦合问题的计算方法。计算分析了各参数变化时的影响。本文的工作很好体现了应用BEM求解耦合传热问题的优越性。