导热控制相变问题的一种隐焓解法

在变换焓公式、分离潜热源项的基础上,提出了计算导热控制相变问题的一种等体积节点跳跃隐焓解法。其基本特征是固定空间节点而改变时间步长,确保相前沿总是位于一预先给定的计算节点上,从而将潜热源项的变化处理为内热源项的定常变化。此法适用于计算直角、柱、球座标下的一维导热控制相变问题。     

具有对流边界的相变导热问题的焓法有限元解

引用焓计算单元和固相分数两个概念,利用有限元离散焓方程对具有对流边界条件的一维相变导热问题作了讨论。所有参数均以无量纲形式给出。计算结果表明,当Ste(斯蒂分数)>0.2时,无论是相变界面,还是温度随时间的变化曲线均消除了传统焓法求解相变问题时常见的台阶状波动。     

有相变及无相变情况下导热相似分析的进一步发展

相变导热和很多实际工程问题有关.例如铸件的凝固,宇宙飞船回收地面时的相变冷却,以及相变储能等.到目前为止只有一维的相变导热才有精确的解析解.即stefan问题.本文通过相似分析对更接近实际的二维相变导热进行了研究。本文首次把导热问题中温度场的相似分析推论到积分热流量,从而简化了热流量的计算.其次文章对有相变及无相变情况下楔形物体导热的相似性作了研究,获得下述规律;对边界恒温的楔形物体在时间t_1时通过任意楔形边界面r_1的积分热流量等于在时间t_2时通过扩大了的边界面r_2的积分热流量.其中r和t构成一个无因次相似变量。这一相似性进一步引伸出相变导热中有“楔形不变量”的的存在. 运用积分热流量的相似概念本文提出了热流量计算的简化公式.     

耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法

提出了耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法。方法的基本特征是通过变换标准的焓公式,分离显热与潜热项,并在引入轴间相变率概念的基础上,将其耦合到潜热源项中,同时对流入/流出相变控制容积的热流密度加以修正,以达到既能提高数值解的精度,又可以达到准确跟踪移动边界的目的。     

变时间步长热焓法求解伴有相变的热传导问题

本文在有相变的热传导方程中引入热焓,提出了一种稳定收敛迅速的数值方法——变时间步长焓法,用该方法分析求解了平板以及小球颗拉在气流中的凝固过程,计算结果与积分解的结果十分吻合。     

相变蓄能石膏板在建筑围护结构中的热影响分析

在实验室搭建了简易的实验装置,利用敞开式热箱法对相变石膏板的隔热控温特性进行了实验研究,然后利用焓法模型和有效热容法模型对相变墙板的动态传热过程进行了模拟计算,得到焓法模型计算结果更加符合实验值.利用焓法模型对相变墙房间与普通墙房间的室内获得热量进行模拟对比,研究结果表明,在同样的加热和散热条件下,相变蓄能石膏板比普通石膏板具有更强的蓄放热能力,夏季当相变墙体相变温度为26℃时房间节能效果最好,能够使室内获得热量减小37.73％;冬季当相变墙体相变温度为7℃时房间节能效果最好,能够使室内获得热量减小28.71％.     

高温固液相变贮能装置的传热分析

利用焓法建立了贮能装置的传热数学模型,利用控制容积法对控制方程进行离散,区域离散采用内节点法,并采用完全显示格式对代数方程进行求解．最后分析了计算结果,指明了下一步工作方向．     

机器学习在相变中的应用

机器学习中的神经网络模型,具有强大的数据分类和图形识别功能,在统计物理尤其是相变领域得到了非常广泛的应用.本文综述了近年来机器学习算法在主要相变模型中的应用进展.首先,介绍了主流机器学习算法的背景知识,及应用在平衡相变中的开创性工作.其次,以一个典型的非平衡相变模型——有向逾渗为例,详细介绍了课题组运用监督、无监督和半监督学习在相分类、临界点预测、临界指数测量的一些最新研究结果.接着阐述了机器学习算法在量子多体、软物质物理以及高能物理等领域中相变研究的相关工作.最后进行了相应讨论与展望.     

由相图计算熔化热的方法

提出了一种由完全互熔型二元系相图计算熔化热的方法。将导出的公式应用于NaNO_3—KNO_3体系,计算出的结果与实验吻合,证明了该方法的可靠性和实用性。     

二元合金固化的相变模型

在本文中,我们考虑了二元合金固化的相变过程,根据物理实验和数值结果,并且在考虑糊状区域(mushy region)存在时,我们提出了一线情形经典意义下的一个新模型,相应的问题的古典解的局部存在性被得证。     

低成本消除相变储热材料分层的方法

通过对各种增稠剂的试验研究,选出白炭黑、凹凸棒土、水溶性聚合物CA—5三种增稠剂,可有效的防止相变储热材料分层。其中以水溶性聚合物CA—5效果最好,经热循环1500次后储热能力仅衰减27.16%。     

耐热钢的概率疲劳损伤力学模型研究

针对火电厂常用耐热钢发生疲劳损伤问题时的三个主要宏观特征,即损伤性、概率统计性和损伤局部性,建立起能够全面描述疲劳问题的概率疲劳损伤力学理论与方法．首先,基于不可逆热力学建立的连续损伤力学,研究了疲劳问题的特征性体积单元ＲＶＥ（ＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅＶｏｌｕｍｅＥｌｅｍｅｎｔ）;其次,应用概率统计方法研究了概率性体积单元ＰＶＥ（ＰｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃＶｏｌｕｍｅＥｌｅｍｅｎｔ）;最后,根据耐热钢疲劳失效首先是在最薄弱的环节处产生和上述各特征性单元之间的相互影响,从而造成疲劳损伤总是局部性的突出特性,进一步采用数理统计学中最薄弱环节理论,并引入表现各单元间相互影响的局部性算子来推求基于ＰＶＥ单元的概率描述的耐热钢疲劳损伤场．从而建立起描述耐热钢的概率疲劳损伤特性的循环应力应变场、ＰＶＥ单元体表达和概率特性估算的基本表达式．试验与计算结果表明,该模型更加合理且具有很强实用性     

模糊综合评判模型在科研成果评奖中的应用

本文就模糊综合评判模型在科研成果评奖过程中的应用作了说明,提出评价科研成果的指标体系、指标权重、成果等级隶属函数。最后对所评价的成果排序。     

有限元法在底部钻具组合动态分析中的应用

建立了底部钻具组合动态分析的数值模型,推导了动态分析的有限元微分方程。取井眼的轴线作为参考位置,井眼的弯曲效应由初应力代替,推导了初应力引起的等效结点力的计算式。     

系统理论在劳动力产业结构变化规律研究中的应用

本文利用非平衡系统的理论研究人口在各个产业部门的变化规律.建立了数学模型,进行了理论分析,并对日本、南朝鲜、苏联就业系统做了数值分析.