各向异性的气体-颗粒介质内的二通量辐射传热模型

二通量模型是计算气体-颗粒平板内辐射热通量的简化方法. 在最初的二通量模型中, 辐射场被假设成在半球方向的各向同性. 但是对于燃烧领域的气体-颗粒混合介质, 颗粒的散射通常都是各向异性的, 这样, 原有的二通量模型就会由于忽略各向异性而产生严重的误差. 文中一个多层四通量模型被运用到包含气体-颗粒混合物的辐射热通量的计算. 给出了模型的解析求解过程, 定义了等价的平均交叉系数h和前向散射率z来描述整个平板散射的各向异性. 为了验证模型的准确性, 计算了一个无限大平板内的辐射传递过程, 并与解析结果进行了比较. 结果表明提出的模型能够得到准确的结果, 对原有的二通量模型具有较好的改进作用. 运用本模型计算含有飞灰/CO₂/H₂O的燃烧产物的辐射传递, 所得到的平板发射率与Goodwin的经典结果相吻合.     

带涡产生器的圆管管片式换热器流场及温度场的数值分析

用数值方法分析了涡产生器式圆管管片式换热板芯单个圆管单元区域内的速度场和温度场.计算结构针对某实际换热器结构,S1=20 mm,S2=15.5 mm,tp=2.5 mm,涡产生器攻角为45.°计算时选取雷诺数范围为500~20 000,选取R e=1 000和10 000时的计算结果进行了讨论和分析.涡产生器产生的纵向涡旋增强了圆管尾流区流体的掺混和能量交换,并带动尾流区流体及时向下游流动.与平片翅片结构比较,涡产生器式圆管管片式换热板芯尾流区流体与壁面温差增大,有利于增强换热.     

冷气侧对流传热系数周期性波动对固体温度分布影响的一维分析

对边界对流传热系数正弦波动情况下一维固体非定常导热问题进行研究,考察无量纲化方程的解的特征,并以燃气轮机透平叶片冷却为背景,对方程进行数值求解,而后对方程中的主要无量纲量进行参数化分析.结果表明,影响固体内部无量纲温度分布的主要因素包括:无量纲位置X,无量纲时间Fo,以及固体两侧的毕渥数Bi_1和Bi_2;第三类边界条件的非线性会导致边界对流传热系数波动情况下壁面传热削弱,且削弱随着扰动频率的减小而加强;边界对流传热系数扰动的穿透深度主要受边界毕渥数变化频率f_(Bi_2)或波动角速度ω_(Fo)的影响.     

增压器总体传热研究下的轴承体热应力分析

基于耦合传热理论,建立了废气旁通阀式的涡轮箱模型,并将涡轮箱、隔热罩、轴承体作为一个装配体进行了传热分析,得到了轴承体的温度场和热应力分布.结果表明:温度从涡轮箱至轴承体逐渐降低,呈现明显的温度梯度,涡轮箱的最高温度比初始废气温度低71.5℃左右;由于隔热罩的隔热作用和冷却水、机油的双重冷却作用,轴承体的温度较低;由于轴承体内部和表面区域温差较大,其热应力较高.与实验对比,轴承体温度的仿真值与实验值误差最大为7.2%,说明该仿真方法具有较高的精度,能为增压器的设计和优化提供一定的理论依据.     

基于Mackey-Glass混沌储备池计算的多波形识别

人工神经网络在模式识别和智能计算等领域具有重要的应用,但目前的人工神经网络存在结构复杂、训练耗时、占用大量的硬件资源等缺陷.设计了一种简单的基于MackeyGlass非线性方程的混沌储备池计算系统,它把大量不同时刻的混沌状态当作虚拟节点,从而简化了系统结构.利用系统分别实现了3种波形和对应3种不同频率的共9个不同波的识别,分析了储备池计算系统主要参数对多波形识别效果的影响.在最优系统参数条件下,对3种波形和9个波识别的归一化均方根误差分别达到了0.11和0.22.     

高热流密度下高度对微小间隙通道内流动沸腾特性的影响

实验研究了常压去离子水在不同高度的微小间隙通道内的流动沸腾特性．实验热流密度为0～206 W/cm²，质流密度为200～400 kg/(m²·s)，间隙为1 mm和2 mm．结果显示，随着实验条件的变化，通道内出现了泡状流、清扫流、搅拌流，且在清扫流早期观察到不稳定流动现象．此外，间隙高度降低促进了流型的过渡，加快了不稳定流动的进程．1 mm通道内核态沸腾起始点的热流密度低于2 mm通道，表明间隙高度的降低更有利于气泡在低热流密度下成核；1 mm通道的过冷沸腾传热系数最高为2 mm通道的1.7倍，2 mm通道内饱和沸腾传热系数略高于1 mm通道．表明低热流密度下过冷沸腾时小通道具有更好的传热性能，高热流密度下饱和沸腾时大通道的传热稍具优势，同时表明间隙高度造成的传热差异随热流密度增大先增大后变小；1 mm通道内临界热流密度为2 mm通道的83%，表明间隙高度的降低会使得临界热流密度降低．     

全结构的5×5定位格架及棒束通道的三维流场分析

研究燃料组件定位格架及棒束通道的流动特征对组件结构设计有重要意义.为此,以5×5燃料组件的全结构定位格架为研究对象,建立组件的三维几何模型及非结构化网格,并采用CFD程序对棒束通道的流动特征与燃料棒的传热特征进行仿真,研究定位格架上搅混翼、刚突、弹簧和条带对组件流场的影响.研究表明定位格架对燃料组件的流动搅混和传热有明显的增强,搅混翼对流场的扰动最显著,其下游的横流主要沿翼片伸张方向发展,扰流长度为格架高度的10倍以上;刚突和弹簧只在其结构部位产生局部横流,刚突的横流以自条带向凸沿发展,单弹簧结构的横流沿弹簧的弯曲方向,双弹簧结构只在与条带连接处有微弱横流.     

移动交界面流固耦合传热的数值稳定性分析

研究了交界面移动情况下流固耦合稳态传热的数值稳定性问题.考虑Dirichlet-Robin组合边界条件,用速度表征交界面的移动情况,流体域和固体域分别采用有限体积法和有限单元法进行离散及数值求解,利用Goudonov-Ryabenkii理论正则模态分析方法重点研究了交界面移动时数值方法的稳定性,最终获得了一条由耦合系数和移动速度组成的最优曲线,并且证明了当耦合系数和移动速度在这条曲线上取值时,离散的求解域能够达到最快的收敛速度及绝对的稳定性特征.为设计人员进行数值仿真时选取合理的参数提供了参考.     

浅谈带斜截半椭圆柱面空冷器的传热和流阻特性数值模拟

在矩形通道内部,斜截半椭圆柱面为一种综合特性强、流动损失低且其流阻特性与传热效果受柱面参数影响的涡流发生器,在没有外功作用下,有助于增强空调空冷器侧的传热特性,降低其流阻,对于实现空冷器等换热设备的节能具有重要意义。本文在简析了斜截半椭圆柱面涡流发生器及空冷器模型参数的基础上,以三角形小翼涡流发生器为比较对象,重点对带斜截椭圆柱面空冷器对流换热的传热特性及其阻流特性进行数值模拟分析,以期为工程应用实践提供有力参考。     

低温可视化力学装置传热分析与计算研究

为优化干冷式宽温域低温可视化力学测量装置的内部传热特性，降低装置传导和辐射漏热，提高样品的温度均匀性，基于Sage、COMSOL研究了不同尺寸试样的温度场分布，对比了两种计算方法的一致性。研究了试样表面发射率、窗口表面发射率以及窗口尺寸对试样温度的影响。结果表明：Sage、COMSOL两种方法计算的试样最低温度分别为4.211 5、4.219 4 K,温度基本一致，且Sage一维计算方法可以更直观地分析低温装置内各个传热节点的参数；当试样尺寸为3 mm×30 mm×2.5 mm的小规格尺寸，试样表面发射率低至0.01时，试样自身温度最为均匀，两端温差仅为0.005 K;降低窗口的表面发射率、减小窗口的辐射面积均有利于试样温度的均匀分布；小尺寸试样的温度分布几乎不受材料表面发射率和窗口参数的影响，自身温差始终保持最小。