相变流体回路中毛细芯内液体气化界面的稳定性分析

通过分析液体气化界面位移与界面压力变化的物理机制,获得了相变流体回路中毛细芯内的界面位移及曲率变化与压力变化的关系式,导出了气液界面的稳定性判据．根据这一判据,并由所建立的丝网型毛细芯中界面位移的物理模型,得出了毛细芯内液体气化界面的稳定性曲线．文中的界面模型和稳定性判据,对分析和揭示毛细泵流体回路（CPL）、回路热管（LHP）和毛细芯热管（CHP）中毛细蒸发界面的位移机制和动力学稳定性,对预测毛细芯内液体的干涸以及系统运行的失稳乃至崩溃等,都具有一定意义．     

无重力条件下毛细相变流体回路的稳定性研究

利用Lucas-Washburn方程对毛细管液柱内液体的受力情况进行分析，获得了无重力条件下相变毛细管中流体上升高度与毛细管半径以及热流密度的关系式，并用此关系式分析了相变流体回路中回路压降与毛细芯界面高度位置的关系，同时，利用小扰动理论对影响界面高度的参数进行了分析研究，指出毛细相变回路广泛用于航天电子器件散热的原因是其一般在过阻尼状态下工作，具有极强的抗扰动能力．当工作热流一定时，为了提高系统的稳定性能，应采用毛细半径较小的毛细芯．文中导出的毛细提升系数和影响界面高稳定性的因素，对毛细泵流体回路（CPL）、回路热管（LHP）和毛细芯热管（CHP）系统的设计和工作流体的选择提供了一定的理论依据．     

毛细蒸发相变界面的数学模型和机理

通过对毛细蒸发相变界面的机理研究,提出了热流对毛细抽吸两相流体回路和回路热管蒸发冷凝界面的影响,推导出蒸发冷凝相变界面的一个新的修正的杨一拉普拉斯方程;采用热力学理论,分析和建立了这一驱动机制的简化数学模型;推导出由于热作用对杨一拉普拉斯方程及相变界面的影响,并得出毛细半径与蒸发温度以及热流密度之间的关系式,对毛细芯热管的驱动原理作出新的阐释.     

CPL冷凝器多孔芯及槽道内蒸气的冷凝分析

基于Navier—Stokes方程，同时模拟了CPL冷凝器的多孔芯和槽道内蒸气和凝结液的流动过程，在不同的进口蒸气流速、冷凝器冷负荷和液膜过冷度的条件下，显示了气液界面的形成位置，分析了液膜形成和换热强度的影响因素。     

平板式毛细抽吸两相回路系统启动实验研究

介绍了毛细抽吸两相流体回路（CPL）系统的运行特点,结合国内外研究经验,基于便于启动、减少系统不稳定性的思路,设计制造并安装了一套新型平板式CPL实验系统．平板式CPL实验系统中,改变了传统的CPL系统蒸发器为圆管的设计模式,设计了能与发热面更紧密贴合的平面结构蒸发器;冷凝器也突破了传统的光管式结构,被设计成中间加有多孔芯的平板形结构;系统还改变了贮液器和循环回路连结位置,贮液器的注入点放置在冷凝器的一端．通过结构改进,在平板式CPL实验系统的实验性能测试中发现,该系统在高、低热负荷下都具有可靠、简便的启动特性．冷凝器中多孔芯很好地抑制了系统中的温度压力波动现象．贮液器注入点的设计,减小了启动阻力,大大改善了系统启动性能．     

定常亚音速相变的一维稳定性

解决了van der Waals型定常超音速流体中高维亚音速相变的稳定性和存在性.为了寻找物理容许的解,应用了粘性毛细准则.通过证明Lopatinski行列式非零,建立了亚音速相变在Majda意义下的一维稳定性.     

毛细抽吸两相环内温度压力稳定性分析

毛细抽吸两相流体回路 (CPL)是一种在航天领域具有广阔应用前景的高效相变换热装置 ,然而 CPL 系统内存在的温度压力波动现象严重地制约了其应用。为此建立了一个描述 CPL 系统工作不稳定性的数理模型 ,模型由 12个方程组成 ,包括分别针对蒸发器中蒸汽和液芯中液体的两组非稳态的质量、能量、动量守恒方程及其它补充方程。模型的模拟和分析表明 ,模型能够模拟系统的稳态、非稳态运行工况、临界振荡现象等。得出了系统温度、压力、焓值、热流密度、蒸汽质量流速、液体质量流速、蒸发质量流速、毛细半径等参数随时间变化的动态曲线 ,理论计算结果与实验结果基本吻合。根据理论计算结果分析了各种参数对系统性能的不同影响 ,并提出了改善 CPL系统稳定性的建议     

过冷纯熔体中晶体生长平界面的稳定性分析

具有匀速运动平直界面的一维凝固系统,一经扰动其界面将不再为平面。Mullins-Sekerka在假定扰动波长远远小于热扩散长度与液固界面满足局部平衡条件的基础上,推出了M-S色散关系。在界面上也存在着动力学的作用,即界面的稳定性也依赖于动力过冷。文章在界面上考虑动力学影响,应用渐近分析理论继续分析过冷纯熔体液固界面的稳定性。结果表明,非快速凝固系统的液固界面不会绝对稳定。     

Van der Waals型流体相变问题的渐近稳定性

研究了van der Waals流体动力学方程组,通过引入人工黏性和周期边界条件,给出了此类流体方程组解的渐近稳定性。计算了带人工黏性的定常解问题,通过局部解的存在唯一性分析和先验估计,证明了定常解在全局范围内的渐近稳定性。     

冻结过程中相变界面移动及传热的计算机模拟

对冻结体划分网格并对网可靠节点进行了热平衡分析。由此提出了扩展边界节点的概念，并使用有限差分法，对所得的差分方程组进行了计算机求解及模拟。从而得到了一种有效的对冻结过程中的相变界面移动及传热进行研究分析的方法。     

环形液池内低Pr数流体热毛细对流的线性稳定性

利用线性稳定性理论分析了低Pr数(Pr=0.011)流体在环形液池内的热毛细对流,以此了解环形液池内热毛细对流的转变特性.液池外壁被加热,内壁被冷却,底部固壁和顶部自由表面均绝热.结果表明,随着液池深宽比的增加,临界Marangoni数和临界波数都逐渐减小,且当液池深宽比超过0.12后,临界波数基本不变;随着液池内外半径比的增加,临界Marangoni数会逐渐减小,但变化幅度不大,而临界波数有一个大的增加.     

制冷蒸发器与热力膨胀阀调节回路的稳定性分析

本文导出了蒸发器与热力膨胀阀各参数的动态分布数学模型,建立了调节回路的传递函数,分析了回路的稳定性.除用经典的“奈氏圈”法及幅相特性作稳定性定量计算外,还从最大限度发挥蒸发面积、保证稳定的原则出发,分析了回路的稳定,提出了若干改善系统稳定性避免振荡的新意见,并作了试验验证.     

考虑界面效应的纳米流体的热传导模型

借鉴图论的有关做法。结合威尔逊空间相互作用模型。构建区域中心城市区位选择的模型,从而试图定量分析封闭和开放两种条件下区域中心城市的适宜区位．从模型中可以看出,在封闭条件下区域中心城市适宜区位趋于区域的地理中心。而在开放条件下区域中心城市适宜区位趋于主导联系方向．作者选取浙江省嘉兴市对模型进行实证分析,分别考察了封闭和开放两种条件下嘉兴区域中心城市适宜区位的变化趋势．     

热柱复合毛细芯的成形工艺及其优化

针对当前微电子芯片的高热流密度问题,设计了一种具有复合毛细芯结构的热柱.其成形工艺为利用犁切-挤压的方法加工热柱蒸发端和冷凝端表面的交错微沟槽,然后在微沟槽表面烧结一层铜纤维.文中通过综合分析热柱毛细芯的成形过程,研究犁切-挤压参数对热柱蒸发端微沟槽成形的影响,以及烧结参数对烧结层的影响.结果表明:在热柱毛细芯微沟槽的...     

多回路不同采样周期的离散系统的稳定性分析

在计算机控制系统中,多回路不同采样周期的系统是经常遇到的。对于这种系统,不能按离散系统的一般方法来分析。通常是采用这样的分析方法:通过联系两个不同采样周期的控制回路的零阶保持器,把两个回路的时间序列联系起来,以便消去其中一个整数变量,得到两个回路统一的差分方程,然后进行系统的稳定性分析。对于多回路的系统,也可用同样的方法进行处理。这种分析方法是可行的,但比较麻烦。特别是当回路数较多时,采用这种分析方法就相当费事了。本文介绍另一种分析多回路不同采样周期的系统的方法。其基本思想是,利用两个回路的Z变换算子的关系,消去其中一个算子,得到只包含一个算子的系统的闭环Z传递函数,并导出其状态方程,然后进行系统的稳定性分析。这种方法分析简单,容易掌握,而且具有普遍性。因此,它是分析计算机控制系统动态特性的一种较好的方法。     

沟槽铜纤维复合毛细芯铜板压缩性能的研究

采用犁切挤压及烧结的方法制造了沟槽铜纤维复合毛细芯铜板。复合毛细芯具有良好的传热性能,但应用时经常受压,为此研究其压缩性能非常必要。采用压缩试验对沟槽铜纤维复合毛细芯铜板进行实验研究,分析了铜纤维直径、孔隙率、烧结温度和烧结时间对沟槽铜纤维复合毛细芯铜板的压缩性能的影响。结果表明:纤维直径越大,最大应力越小;反之则越大。细纤维直径的铜纤维板获得的最大应力为6.9 MPa,而中纤维直径的铜板的最大应力为6.2 MPa,粗纤维直径的最大应力为5.7 MPa。烧结温度越高,所获得的铜纤维板相应的应力值更大;烧结时间越长,所得的铜纤维板的相应应力值也越大;孔隙率越小应力值越大。对各种实验结果的原因进行了分析。     

毛细压差对Robertson-Stiff流体启动压力梯度的影响研究

运用Robertson-Stiff(RS)型非牛顿流体理论研究了石油钻井和完井过程中钻井液和水泥浆在多孔介质中的渗流特性.针对毛细压差的影响,运用分形几何理论建立了RS流体的启动压力梯度的解析模型,模型表示为流体特性参数、介质结构参数和压降的函数.运用模型分析了毛细压差对启动压力梯度的影响表明,对于低孔隙度多孔介质,毛细压差的影响不能忽略.RS流体分形模型的建立为研究宾汉姆、幂律和牛顿流体提供了便利.     

一类流体超导系统的渐近稳定性

用无穷维动力系统的方法研究了一类流体超导系统的长时间行为.在齐次边界条件与非齐次边界条件下证明了系统在其不变流形上的全局吸引子为系统在该不变流形内的唯一平衡点,从而得到了该系统的渐近稳定性.     

球形空腔中缔合Lennard-Jones流体的平衡结构和界面张力

基于经典密度泛函理论(DFT),研究了处于球形空腔中缔合Lennard-Jones流体的平衡结构和界面张力.分别讨论和分析了温度、缔合强度、缔合点数目以及截断半径对体系的平衡结构和界面张力的影响.结果表明:温度的降低和缔合能的增强导致密度分布振荡的减弱;温度的升高使得缔合点数目对结构的影响变弱;缔合点的增加使得缔合能对界面强力的影响更加显著.     

用垂直激波管研究多层流体界面上的Richtmyer-Meshkov不稳定性

使用竖直激波管对气-液界面上的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性现象进行了实验研究,构造了空气-硅油-水及空气-酒精-硅油两类流体界面,使用氦气作为高压驱动气体,进行了激波马赫数分别为M=1.50,1.85,2.25的实验;研究了流体黏性、激波强度以及表面张力对不稳定性发展的影响.通过分析实验数据,得到了气泡深度、尖钉高度及混合区域宽度随时间的变化关系,并发现在高马赫数下非线性变化关系明显.另外,研究了硅油层厚度对RM不稳定性的影响,提供了判断硅油层对RM不稳定性发生延迟的定量依据.