Transonic flow of moist air around an NACA 0012 airfoil with non-equilibrium condensation

The classical condensation model of water vapor is coupled with the Euler equations to calculate transonic flows of moist air with non-equilibrium condensation. By means of this model, numerical computations are implemented to investigate the aerodynamic characteristics of an NACA 0012 airfoil in transonic flows of moist air at various angles of attack and relative humidities, and the results are compared with those in dry air flows. For different angles of attack considered at 50% relative humidity, the lift decreases 30%?40%. The pressure drag increases when the angle of attack is smaller than 1.4° and decreases when higher than 1.4°. At zero angle of attack, with the relative humidity rising from zero to 90%, the pressure drag increases exponentially. At 90% relative humidity, the pressure drag increases 160%, and self-oscillation takes place periodically and alternately over the upper and lower surfaces of the airfoil. The oscillation is caused by the interactions of local supersonic flow and heat release in the condensation process.     

锥形床亲和层析过程的场协同分析

为了对亲和层析过程的强化提供理论依据,应用非平衡热力学唯象理论,分析了该过程中温度场、化学势场及重力场等各种场之间的协同关系,以及各自场内不同分量之间的协同关系.得到了亲和层析过程的总熵变表达式,多场协同条件下质量通量和热量通量的唯象表达式以及相应的传质和传热系数.分析结果表明:重力场的存在,维持了体系的非平衡状态、保证了锥形床的稳定操作,避免了柱子堵塞及压密化.上流锥形床亲和层析在多场协同下,其传质、传热以及吸附反应相互影响,过程的最终传递方向将取决于各场之间综合作用的结果.     

冲击波诱导甲烷热分解的化学与热力学非平衡流计算

为了研究冲击波诱导下甲烷气体的化学和热力学非平衡过程，首先利用冲击波间断关系和理想气体状态方程，计算了甲烷的冻结冲击波参数，然后以波后的压力和温度作为初始条件，作定压反应计算，由此获得波后非平衡区的温度和化学成分随时间变化的模拟结果。计算表明，当冲击波马赫数较大时，波后冲击波温度能较快地趋于平衡，甲烷热分解的比例迅速增大，产物中C2H2，H2，C2H4等稳定产物的含量显著增加，这一结果与甲烷冲击压缩实验中观察到的结果符合较好。     

超导涡旋系统的非平衡态相变

利用三维各向异性XY模型和电阻分流结动力学,研究了较强钉扎势下第二类层状超导体涡旋系统的非平衡态相变.结果发现,平衡态的涡旋玻璃相可在电流驱动下转变为运动玻璃相.在低温下系统经历了三次相变:随电流的增加,系统首先从运动涡旋玻璃相转变为运动Bragg玻璃相,再转变为运动Smectic相,最后融化为运动液体相.     

线性非平衡系统的内变量涨落

推导并给出了线性非平衡系统的内变量涨落的均方差公式，给出了稳定性条件、讨论了相应的均方差、熵平衡方程以及弛豫时间等热力学参量之间的关系。     

Al-6.5Zn-2.4Mg-2.3Cu铝合金半连续铸锭的均匀化处理

采用DSC、金相、扫描电镜及能谱分析等方法,研究了Al-6.5Zn-2.4Mg-2.3Cu超高强铝合金半连续铸锭的结晶相及其在470℃均匀化处理过程中的变化规律.结果表明:在均匀化处理过程中,铸锭中含有Al,Zn,Mg,Cu元素的非平衡凝固共晶体在向合金基体溶解的同时还转变形成S相(Al2CuMg),形成的S相在该合金中的熔化温度为490℃;均匀化处理初期,含有Al,Zn,Mg,Cu的非平衡凝固共晶体转变成S相的速度大于S相向合金基体溶解的速度,导致S相数量随均匀化处理时间的延长,先增加随后减少到平衡值,但不能全部溶入合金基体.     

天然气液烃输送管道非平衡汽液相变及两相流动研究进展

天然气液烃(NGL)的主要成分是乙烷、丙烷、丁烷等低碳烷烃。在压力瞬变工况下,储运设备中的NGL汽液相变过程很难在瞬间达到热力学平衡状态,由此引发非平衡、非稳态的汽液两相流动。综述了NGL非平衡汽液相变机理及传热传质速率计算方法、非平衡汽液两相管流数学模型与数值模拟方法的研究进展。指出应着重开展以下三方面的研究:第一是采用实验和理论相结合的方法,探究NGL非平衡汽液相变的微观机理,建立汽液相间非稳态传热传质模型;第二是考虑非稳态传热传质过程与管道压力、温度、流速等参数之间的耦合作用,基于流体力学理论和非平衡态热力学理论,建立伴随非平衡汽液相变的NGL输送管道两相流动数学模型,研究模型的数值求解方法;第三是开发NGL输送管道仿真软件,揭示NGL汽液两相管流参数变化规律,为NGL输送管道的设计、运行和管理提供理论和技术支撑。     

介质参数对多孔介质腔内自然对流换热的影响

采用局部非热平衡模型,对非热平衡多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究,采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型描述多孔介质内的流动,研究在不同参数条件下,即Pr、Da、空隙率φ、Ra等参数的不同取值下,有效导热系数比γ及无量纲容积换热系数H对多孔介质自然对流换热的影响,研究表明:γ的增加会削弱方腔内自然对流换热;ε、Da数的增大能够增加流体相平均Nu数,而对于固体相则有降低的作用;综合表明,只有在γ取值达到10.0以上时,局部热平衡假设才能得以成立。     

Effects of tip separation and orientation on negative differential resistance in boron-doped carbon-nanotube-based molecular junctions

We investigate using the Landauer formalism,which combines both the non-equilibrium Green’s function and density functional theory,the effects of separation and orientation between two electrodes of boron-doped capped-carbon-nanotube-based molecular junctions on negative differential resistance.The results show that this negative differential resistance behavior is strongly dependent on the separation and orientation between the two electrodes.A gap width of 0.35 nm and maximal symmetry achieves the best negative differential resistance behavior.