一种具有全局最优的神经网络BP算法

建立了描述上半周加热、下半周绝热不均匀热流边界条件下的水平管内受迫层流与自然对流叠加的混合对流换热的数学模型。该模型考虑了管壁导热和流体的变物性，研究了不同流体（水和乙二醇水溶液）、不同热流方向对对流换热的影响。同时也进行了上半周加热、下半周绝热边界条件下的水平管内混合对流换热的实验研究。理论和实验研究的结果都表明了，重力场对水平管内流体层流对流换热的影响，为在地面重力场中进行模拟太空微重力环境中的空间辐射器的传热实验研究提供了必要的理论和实验依据。     

CO2气体保护焊温度场的数值模拟

为了研究强制对流对气体保护焊温度场的影响，通过红外热像仪检测了CO2气体保护焊的温度场，发现在熔池及其邻近区域温度呈圆锥型分布．在此实验结果的基础上，确定了2．0mm的高斯热源热流分布参数．在详细分析多种对流边界条件下，通过ANSYS对有强制对流效果的气体保护焊温度场进行了数值模拟．确定了适用于有强制对流效果的气体保护焊的对流边界条件计算公式．对焊接温度场的峰值温度和t8/5等参数的实验结果与模拟结果对比分析表明，强制对流边界条件是气体保护焊温度场尤其是近缝区温度分布数值模拟的关键因素之一．     

U形弯道中湍流对流换热的数值模拟

网格独立解是湍流对流换热数值研究的前提,而边界条件的恰当处理则是模拟结果准确性的关键。结合方形截面U形弯道中的湍流对流换热,采用SSTk-ω模型对弯道内流场和温度场进行计算,重点分析了速度场和温度场的网格独立解。同时结合第二类边界条件(热流密度条件),对比分析其两种处理方式对数值解准确性的影响。结果表明,由于不可压缩流动中速度场和温度场之间较弱的耦合关系,获得网格独立解所需的网格数目存在差别,温度场对网格密度要求更高。热流密度边界条件的两种处理方式的比较表明,Kader(1981)的代数方法在网格粗糙的情况下仍然能够较好地吻合实验值,具有更好的通用性和网格适应性。     

太阳能热水器热辐射流对管内水流引起的温升分布

假定太阳能热水器中管内水流速度不大且在管内作分层稳定流动，太阳热辐射流通过管内壁垂直输入水柱侧面，控制水流速度，水柱在管内输运过程有足够时间吸收热辐射流而逐渐升温，使管内的出端水温高于进端水温．由此建立管内水流的热传导方程，考虑第一、第二类边界条件，在圆柱坐标系中求解，并利用变数分离法和贝塞尔函数的性质，导出了热水器中管内水温的分布     

基于DEM的等流时带内划分子流域的方法

提出了一种根据DEM资料划分等流时带进而在等流时带内部再划分子流域的方法,运用该方法对黄河流域进行了子流域划分,并在此基础上建立了水资源模拟模型.模拟结果表明:用此方法划分子流域,可以解决水循环模拟模型与水资源分配模型耦合中如何将人工控制点引入天然河网的问题;利用等流时带的概念,可以为水循环模拟模型中的汇流演算提供方便.     

Burgers方程定态激波解的格子Boltzmann方法模拟

用一维５速格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法推导一维Ｂｕｒｇｅｒｓ方程,采用Ｃｈａｐｍａｎ－Ｅｎｓｋｏｇ展开的局域平衡分布函数形式并由守恒方程确定其展开系数。最后用格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法模拟了对流系数ｖ＝１,扩散系数Ｄ＝０．３３３３的一维Ｂｕｒｇｅｒｓ方程的激波解。计算机数值模拟结果与理论解析解精确吻合。     

第三类边界条件的扩散波洪水演算研究

扩散波方法被理论和实际洪水演算证明是一种既具有足够精度又相对简单的方法 ,并且广泛地应用于河道洪水演算之中。长期以来针对河道的上下边界条件均为流量或水位过程线的研究进行得较为深入 ,而对边界条件为水位流量关系的研究较为少见。基于河道下边界的水位流量关系和圣维南方程组中动力方程的联立求解 ,利用小扰动分析方法 ,导出了第三类下边界条件。利用 L aplace变换法以及数值求解 L aplace逆变换的 Crum p方法 ,得到了扩散波方程在该边界条件下的解析解。研究示例表明 ,可利用该法进行洪水演算     

Forced Convection Boiling Heat Transfer and Dryout Characteristics in Helical Coiled Tubes with Various Axial Angles

对水和水蒸汽汽液两相流体在螺旋轴呈各种倾角放置的螺旋管内强制对流沸腾传热与烧毁特性进行了系统地试验研究,试验中系统及结构参数范围如下：压力：Ｐ＝０．４～３．０ＭＰａ质量流速：Ｇ＝１００～２４００ｋｇ／ｍ２·ｓ进口水温：Ｔ＝３０～８０℃出口干度：ｘ＝－０．０５～１．２管内壁面热负荷：ｑ＝０～５４０ｋＥ／ｍ２试验段结构参数：总长Ｌ＝６４４８ｍｍ,管内径ｄ＝１１ｍｍ,螺旋直径Ｄ＝２５６ｍｍ,螺旋升角β＝４．２７°螺旋管轴向放置倾角：水平位置（０°）、向上倾斜４５°（＋４５°）、垂直向上（＋９０°）、向下倾斜４５°（－４５°）．共进行了１０５０个工况的试验．试验结果表明,螺旋管内汽液两相流强制对流沸腾传热可以划分为核态沸腾区、两相流强制对流区、烧毁及烧毁后传热区等３种区域．通过数据处理和分析总结,给出了３区域间转变的边界方程,和３个区域内两相流传热系数的计算公式．根据试验观察和数据结果,对烧毁现象及烧毁点或区域发生的条件及机理进行了深入的分析研究,发现一系列有关现象的规律和特点,指出了其主要影响因素,并给出了烧毁点临界质量干度的预报公式．     

翅片管束传热及阻力特性的三维数值模拟

在实验的基础上,利用计算流体力学FLUENT软件对空气外掠管束时管外流动和放热性能进行了数值模拟,得到了两种不同管束布置时的对流换热准则关联式及阻力函数关系式。并且通过与前人经过实验而得到的准则关联式相比较,发现文中通过数值模拟得到的准则关联式与其吻合性较好。还总结出了在Re较高时,管束采用叉排布置是不经济的。     

边界条件对园柱薄壳稳定性的影响

本文采用力法和三角级数，定量地分析了边界条件对闭合园柱薄壳在侧向外压作用下弹性稳定性所产生的影响。在线性理论范围内，获得对应于一端简支一端固支情况和两端固支情况的临界载荷计算公式。比较这两种情况所得的临界压力，并把它们跟熟知的对应于两端简支情况的临界压力相比较，便获得边界条件对壳体稳定性的影响。文中考虑的简支端是经典简支边界条件，即Ｎｘ＝Ｖ＝Ｗ＝Ｍｘ＝０；而固支端的边界条件是ｕ＝Ｎｘｙ＝Ｗ＝　　＝０． 文中对于 Ｒ／ｈ＝１００，３００，５００，Ｌ／Ｒ从 ４开始，步长－０．１直到 ０．７等几何参数，给出了详细数值结果，并附上计算这些结果的程序，程序用 Ｘ—２机算法语言编写。计算结果表明，在中长度壳情况下，边界条件对壳体稳定性的影响是显著的．     

JS—2磁流体发电机电极的温度场与热应力的数值分析

本文以JS-2磁流体发电机的一种陶瓷电极和二种金属电极为例,从工程角度描述了求解电极温度场及热应力的控制方程。给出了相应的热边界条件和位移约束条件。文中特别指出,由于通道中强磁场和强电场的存在,一方面由于哈特曼效应和气流分层化使燃气向通道壁的放热系数减小,另一方面由于附面层内电流的焦耳热使放热增强,其对流放热系数的修正由数学关系式给出。文中并根据理论分析和实验结果对电极内部由于非均匀分布的电流的焦耳效应作了讨论,确定电流沿壁面按指数规律分布,其焦耳效应作不均匀内热源计入运算。对导电燃气和电极壁面热辐射对应的放热系数文中也作了估计。文中的计算采用有限单元法进行。材料的物性认为是随温度变化的函数。用迭代方法达到温度分布与选取物性的耦合。燃气热力性质和流动状态系依据燃气组分计算及通道准一维计算的结果。文章计算结果给出了电极上的等溫线分布和热应力分布。为分析电极结构的合理性和进行新电极的设计提供了理论依据。     

异步非对称Chi演算的互模拟格

异步非对称Chi演算是目前更接近于现在的分布式程序语言的形式化系统。本文研究了异步非对称Chi演算的各种互模拟关系,文中定义了异步非对称Chi演算的语法和操作语义,引入一组L-互模拟关系,构造了异步非对称Chi演算的互模拟格。     

壁面局部振动的二维管内流动分析

通过求解二维雷诺时均Navier-Stokes方程,对壁面局部振动的二维管内流场进行数值模拟,分析边界条件在不可压缩计算及可压缩计算情况下对壁面局部振动流动状态的不同影响.研究表明,在不可压缩计算情况下,总压入口条件相对于速度、质量流量入口条件限制少,壁面振动可同时影响振动壁面上、下游的流动参数.在壁面振动管道内,尽管马赫数Ma0.3,可压缩流体的流动现象是完全不同于不可压缩流体的.边界条件对于高频振动计算结果的影响比低频振动计算结果的小.因此,在模拟燃气轮机小幅高频振动叶栅的实际工程问题中,必须采用可压缩计算.在相对平缓、充分的入口段条件下,仍然可以采用常规模拟叶片绕流时的速度入口边界条件进行计算.     

幂律流体管内充分发展的对流换热分析

将非牛顿流体的动量方程、能量方程和幂律流体的本构方程相结合 ,建立了幂律流体管内流动和换热充分发展时的对流换热控制方程组 ,并在恒热流和恒壁温边界条件下分别对方程组进行了求解 ,得到了两种不同边界条件下的温度分布和无量纲对流换热系数 (Nu数 )的表达式。结果表明 ,幂律流体的流变指数对流体流动的影响要大于对换热的影响 ;在恒热流边界条件下 ,幂律流体的温度在管内沿轴向呈线性分布 ;而在恒壁温条件下 ,其截面平均温度沿轴向呈指数规律变化。幂律流体的无量纲对流换热系数与幂律流体的流变指数有关 ,并且在两种边界条件下 ,均随着流变指数的增加而减小     

竖直圆柱常物性层流自然对流的半解析解

本文给出了竖圆柱定壁温自然对流问题相似解存在的条件，并用加权残数法得到了半解析解．此解适用于任意Ｄ／Ｌ（圆柱长径比）的情况，且表明：当半径Ｒ→０时，由于自然对流流量的增加，导致了放热系数的增加，以及在足够长的Ｌ处，边界层不仅相似，而且相同，该处的等壁温解与等热流解亦相同．     

中小Gr数下竖壁自然对流传热特性

对求解竖壁自然对流过程中所作的两个近似假设αｐ／αγ＝０和α＾２ｕ／αｘ＾２＝０进行了理论分析,提出了新的近似假设αｐ／αγ＝μα＾２／αγ＾２,它保证了自然对流控制方程简化形式在边界上与ＮＳ方程的一致性,将竖壁地流控制方程的适用范围拓展到中小Ｇｒ数,进而求得其传热特性,其理论解结果与实验结果更为一体。     

幂律流体管内充分发展的对流换热分析

将非牛顿流体的动量方程、能量方程和幂律流体的本构方程相结合，建立了幂律流体管内流动和换热充分发展时的对流换热控制方程组，并在恒热流和恒壁温边界条件下分别对方程组进行了求解，得到了两种不同边界条件下的温度分布和无量纲对流换热系数(Nu数)的表达式。结果表明，幂律流体的流变指数对流体流动的影响要大于对换热的影响；在恒热流边界条件下，幂律流体的温度在管内沿轴向呈线性分布；而在恒壁温条件下，其截面平均温度沿轴向呈指数规律变化。幂律流体的无量纲对流换热系数与幂律流体的流变指数有关，并且在两种边界条件下，均随着流变指数的增加而减小。     

太阳能热水器热辐射流对管内水流引起的温升分布

假定太阳能热水器中管内水流速度不大且在管内作分层稳定流动，太阳热辐射流通过管肉壁垂直输入水柱侧面，控制水流速度，水柱在管内输运过程有足够时间吸收热辐射而逐渐升温，这内的出端水温高于进端水温。由此建立管内水流的热传导方程，考虑第一，第二类边界条件，在圆柱标系中求解，并利用变数分离法和贝塞尔函数的性质，导出了热在中管内水温的分布。     

应用红外和计算机研究陶瓷变形与温度场关系

应用红外热成像测温技术，测试了陶瓷坯体在烧成过程中的表面温度场，首次揭示了陶瓷坯体在烧成过程中的动态温度场；应用三维高斯数值积分来日方长 第一类边界条件，建立了温度场与热应力场的三维有限元方程，研究了连续升温温度场的三维有限元计算机程序和单元自动划分程序，模拟了不同条件下坯体内温度场随表面温度场变化情况，把连续升温的温度场迭加到热应力场计算中，根据第一强度理论及热变形的概念，研究了坯体在烧成过程中     

首排管径增大时顺排管束的对流换热

采用蔡升华质热比拟技术对首排管径增大时：ｓ１／ｄ＝３，ｓ２／ｄ＝１．１的顺排管束的强制对流换热进行了实验研究，管径比的范围为ｄ１／ｄ＝１．０～１．４４，Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数的范围为３０００～１００００．通过对局部与平均换热系数的测量表明：首排管径增大时，后排管的换热与标准顺排管束相比显著增强；管径比越大，影响的排数越多；文中给出了３种管径比下的修正系数，本文的研究结果对解决现代大容量电站锅炉的对流过热器和屏式过热器的同片热偏差有着重要的意义。