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.     

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。     

底部加热矩形腔内Cu-水纳米流体自然对流数值研究

为了确定纳米流体自然对流发生时的临界瑞利数,采用二分法确定临界瑞利数的变化范围,并对底部加热的矩形腔内Cu-水纳米流体的自然对流进行了数值模拟,分析了纳米颗粒体积分数和腔体宽高比对临界瑞利数的影响,得到了特定条件下自然对流发生时的临界瑞利数。结果表明：临界瑞利数随纳米颗粒体积分数的增大而增大,随腔体宽高比的增加而减少。临界瑞利数对应的平均努塞尔数随纳米颗粒体积分数的增加而增加。     

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。     

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。     

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。     

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。     

CO2/DME混合工质在水平管内对流换热的数值研究

采用CO2/DME（二甲醚）混合流体作为传热工质,建立了其在水平管内的物理模型和控制方程,对其换热和流动特性进行了数值研究.通过数值计算,得到了混合工质在管内的速度和温度分布规律,比较了雷诺数和DME质量分数对混合工质传热的影响.研究发现影响CO2/DME混合工质传热特性的主要控制因素为流体的热物理特性.分析表明CO2/DME混合工质在水平管内具有良好的换热特性：在雷诺数2 300的工况下,CO2/DME（70/30）混合流体可以有效提高换热效率20%;工质在管内受到的流动阻力随着雷诺数的增大而减小,随着DME质量分数的增大而增大.     

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.     

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。     

一类含对流项热传导方程的热源识别反问题

探讨了由给定的附加条件识别含对流项的一维热传导方程的只含有空间变量的热源识别反问题．这类问题是不适定的,即问题的解不连续依赖于测量数据．通过利用Fourier截断正则化方法,得到了问题的一个正则近似解,并且给出了正则解和精确解之间具有Holder型的误差估计．     

平板通道内填充多孔物块的优化换热分析

采用数值模拟的方法,对恒热流壁面平板通道填充多孔物块的流动换热进行了相关研究,分别采用Brinkman-Forchheimer-Darcy流动模型和局部热平衡模型描述多孔介质内的流动和换热,重点研究了多孔物块的填充位置和物块高度对流动换热的影响.结果表明:当多孔物块在纵向上位于通道中心区域时,强化传热效果最好;随着填充多孔物块高度的增加,壁面Num数呈现先增大后减小的趋势,但流动阻力系数却不断增大.     

换热管内流态化颗粒的热边界层强化及除垢

在换热管内通以含颗粒旋流,一方面旋流颗粒有效地搅乱了边界层,起到强化传热作用;另一方面,流态化颗粒相对管壁面存在相对滑动,可以有效擦除管内壁已存在的污垢,起到除垢作用.设计了一试验装置,反复试验结果表明:管内流态化颗粒除垢速度快,传热系数远高于各种非流态化螺旋流,且传热系数基本稳定.     

逆流式露点间接蒸发空冷器热工性能的数值模拟研究

逆流式间接蒸发空调方式(CFIEACP)是基于蒸发冷却机理提出的,在此基础上建立了相应的逆流式露点间接蒸发空冷器(CFDIEAC)的热质交换模型,并通过热力学仿真加以验证。结果表明,该CFDIEAC在理论上是可行的。它适用于空调夏季工况,能够将送风温度处理至接近露点温度。此外,还分析了CFDIEAC的关键结构和运行参数变化,对其热工性能,如送风温度、湿球效率和露点效率的影响。     

谐振腔微扰法测量材料复介电常数的仿真研究

通过对谐振腔微扰法的理论分析,利用电磁仿真软件求解材料微波频段的复介电常数。在软件中分析谐振腔与样品的网格单元尺寸对结果的影响,求出最优解的网格单元尺寸作为其标准用来实现微波频段的多频点测量,并进行叠层型两相复合材料的仿真预测。结果表明:在多频点测量准确度较高,并对预测复合材料的复介电常数具有一定的指导性。     

黑龙江省雁鸭资源的研究和保护

论述了黑龙江省雁鸭资源的历史和现状,提出了雁鸭类资源的保护措施。