非均匀温度边界下多孔介质太阳能吸热管内非达西强迫对流传热数值研究

针对太阳能集热器的多孔介质吸热管部件工作时，存在受热不均匀而引起剧烈的温度循环变化和交变热应力所导致吸热管出现疲劳破坏的问题 ，开展了三维数值模拟。动量方程采用Brinkman模型，能量方程采用非局部热平衡下的双方程模型。在入口温度非均匀而壁面恒温(工况1)和入口恒温而壁面温度 非均匀(工况2)2种常见工况下，考察多孔介质太阳能吸热管内非达西强迫对流传热过程，并采用无量纲形式对问题进行简化。研究结果表明：无量纲速度参数对 吸热管内对流传热过程影响显著，Bi增大，流体和固体骨架温差减小。通过改变入口和壁面受热条件以及合理的控制参数范围可以有效地降低多孔介 质太阳能吸热管内的最大温差，从而改善吸热管的工作效率，延长使用寿命。     

基于大涡模拟方法的旋流过滤器内流场数值模拟

旋流过滤器在设计改进过程中,缺少对旋流过滤器和传统旋流器内流场的对比分析,且多孔介质阻力对流场影响的研究也较少,针对这一问题,文章选用大涡模拟( LES)方法对传统旋流器和不同多孔介质阻力下的旋流过滤器流场进行了数值模拟。得到了不同多孔介质阻力对旋流过滤器的轴向速度、切向速度、径向速度、静压、涡量及Q值的影响规律,并与传统旋流器内流场进行对比,获得了旋流过滤器流场内丰富的流动信息。结果表明与传统旋流器相比,旋流过滤器最大切向速度和压降减小;随多孔介质区域阻力的减小,最大切向速度和压降也随之减小。旋流过滤器减弱了旋流强度,增加了过滤能力,其内流场受多孔介质区域阻力影响较大。     

R134a在螺纹管内冷凝换热及压降特性

为了研究冷凝温度和管径对3种内螺纹管内制冷剂R134a流动换热系数和压降的影响，对3根不同管径的内螺纹管（6.35,7.00 和8.00 mm）在不同冷凝温度下（35，40和45 ℃）进行了冷凝实验。探究了冷凝温度、螺纹管直径和质流密度对换热特性及压降的影响。实验结果表明：冷凝温度 越低，制冷剂侧传热系数越高，压降也越大。6.35 mm管的制冷剂侧传热系数最大，压降也最大，但单位压降冷凝传热系数μ（μ=hr/ΔP）最高，综合性 能最佳。     

新型涡流空化器的实验研究

目前利用空化释放出能量是充分利用能量的一种新方法,为此设计了一种新型的涡流空化器,定量分析了空化 引发?OH（羟自由基）产量与空化强度的关系。文中以亚甲基蓝作为羟自由基的捕捉剂,使用紫外一可见分光光度计间 接测定了水力空化产生的?OH产量,并利用该方法对涡流空化器空化效果进行了实验研究。分析了旋流腔直径、空化 器出液管直径和空化器进液管流速等工艺参数对自由基产量的影响。力求寻出有利于空化发生以及提高空化作用强度 的适宜空化器的设计工艺。结果表明：进液管流速越大,出液管直径越小,旋流腔直径越小,?OH摩尔浓度越大。与孔 板水力空化器对比,涡流空化器单位压降的?OH的摩尔涨度是孔板水力空化器的13. 99 - 68. 19倍,说明涡流空化器能 量利用率更高,空化效果更好。     

方背式MIRA模型射流主动控制气动减阻研究

使用CFD仿真软件STAR-CCM+对类车体MIRA模型的尾流场进行仿真研究。采用主动控制减阻技术的流动控制方式,应用定常射流控制尾流场的流动结构。探讨了射流减阻的减阻措施,使用雷诺时均法SST k-ω湍流模型对方背式MIRA模型尾部流场进行数值仿真,分析了尾部可能减阻的位置,找到各位置下最好的减阻工况,将单个位置下的最优减阻工况进行组合,实现最大程度的减阻。探讨了尾部涡流的变化,发现通过控制模型尾部的分离涡可以改变车体的压力大小,从而减小模型的压差阻力,实现减阻的目的。     

HFC－134a和CFC－12水平管内流动沸腾换热系数的实验比较

对ＨＦＣ１３４ａ和ＣＦＣ１２水平管内流动沸腾换热进行了实验研究．在实验工况范围内，ＨＦＣ１３４ａ比ＣＦＣ１２的沸腾换热系数高３２％～４３％；流量对ＨＦＣ１３４ａ与ＣＦＣ１２水平管内流动沸腾换热系数之比的影响较大，干度和热流密度对其影响相对较小     

判别液体流态准数Z值的讨论

本文介绍了Z值法判别液体流动状态的基本概念及其临界值Z值808的来源。文中分析和对比了牛顿液体、塑性液体、假塑性液体在管内或环形空间作层流流动时，紊流扰动易于发生的位置以及Z值得基本表达式，根据这些表达式可以进一步说明，用Z值与雷诺数Re判别液体流态的本质差别、相互关系及其特点。文中还将Z值得有关计算式，绘制成计算图标，供现场工作参考。     

考虑电子注能量和动量离散的腔体ECRM非线性分析

本文首次从电子回旋谐振脉塞(ECRM)非线性軌道理论的一般原理出发,分析了人们颇感兴趣的回旋管内电子注能量和动量离散问题。文中简要讨论了三种产生回旋电子注的方法及引起能量和动量离散的原因。在此基础上提出了考虑能量和动量离散的轨道理论物理模型。文中以圆柱波导单腔回旋管和准光腔回旋管为例,对动量和能量离散的影响进行了非线性分析。结果表明,较大范围的离散对普通波导型腔体回旋管效率的影响并不大,而对准光腔回旋管则与电子注的注入方式有重要关系。 本文采用动量能量关系式作计算监测。它比用正角动量P_φ几作监测量有更大的普适性,计算也更简便。     

新的基于压力导数的反褶积模型研究

压力反褶积对原始地层压力非常敏感，且该参数精度必须控制在0.5% 以内，而通过Levitan 等方法来确定该参数时，不仅至少需要两个不同流动期数据，且易受压力流量非线性等诸多因素影响。提出的基于压力导数的反褶积模型不仅对原始地层压力值不敏感，而且可仅通过一个流动期来确定该参数值。通过分析，该模型可以处理压力误差，也可以处理流量误差     

冷凝器流程数和放置形式对热泵空调系统制冷性能的影响

为揭示冷凝器流程数和放置形式对热泵空调系统制冷性能的影响，课题组设计了热泵空调系统制冷实验。通过实验研究了不同流程数和放置形式的冷凝器对系统制冷量、能效比REE和出风温度等参数的影响；通过红外热像仪记录了冷凝器表面温度分布特性，并采用Otsu算法分析了冷凝器高温区域面积占比。研究结果表明：二流程倒置较其他布置方案有更大的制冷量，更高的REE值以及更低的出风温度；二流程布置方案较三流程有较低的冷凝压力，较低的压比以及较小的压缩机进出口比功；不同流程、不同放置形式的微通道冷凝器，其表面温度分布有差异，二流程较三流程温度分布均匀性好；二流程倒置时高温面积占比大，压缩机转速为4 000 r/min时，冷凝器高温区域占比达62.1%。选用倒置形式的二流程微通道换热器作为冷凝器，可有效提升热泵空调系统制冷效果。     

反映动态启动压力梯度的低渗透油藏渗流模型

基于流体边界层理论，建立了一种描述在低渗透油藏流体非线性渗流特征的新模型，获得了动态启动压力梯 度的连续变化函数。应用考虑动态启动压力梯度的非线性渗流模型，建立了一维单相流体流动的数学模型，并应用全 隐式方法对离散方程进行了线性化处理；对比研究了线性渗流模型、拟线性和反映动态启动压力梯度的非线性渗流模 型下地层压力的分布特征及流体非线性渗流系数对动边界扩展的影响。数值结果表明：受动态启动压力梯度的影响 在近井区域地层压力下降幅度更大，在远井区域的地层压力越高，地层压力下降范围更小；非线性系数数值越小，流体 流动的非线性程度越强，动边界的扩展速度越慢。     

高含硫气井井筒硫沉积位置预测模型研究

高含硫气井在气体开采过程中,随着井筒温度压力的降低,硫微粒在气相中的溶解度逐渐减小,在达到临界饱和态后将从气相中析出,当井筒中硫析出位置处的气流速度小于微粒临界悬浮流速时,析出的硫微粒在井筒中沉积,堵塞气体的流动通道,从而导致气井产量降低,影响气井的产能和经济效益,严重时造成气井停产。将井筒压力温度分布预测模型与硫溶解度模型耦合,结合井筒中微粒临界悬浮流速模型建立了高含硫气井井筒硫沉积预测综合模型,并对L 井进行了实例分析。研究结果表明：高含硫气井产量降低至临界产量后,随着气井产量的降低,井筒中气流速度逐渐减小,硫沉积区域沿井筒向下逐渐增加。     

方形铝箔碎屑收集管数值优化设计

为了解决铝箔剪切机工作中存在的碎屑收集难题，课题组使用CFD方法计算了不同设计结构时的管路流场，在深入分析挡板布置及支管至出口距离设置对双支管吸力影响规律的基础上，重点探讨了不同压力 速度耦合分布现象出现的原因，并给出管路优化建议。数值模拟结果表明：2个支管前设置挡板时，第2个挡板会阻碍第1个支管后部气流运动，形成较大低速涡流区，无法形成负压及吸力；当2个支管使用连通挡板时，可以产生负压及吸力，但由于支管至出口距离不一致导致速度差异达62.24%；2个支管至出口距离相同时，在支管口形成均匀负压及吸力，可满足工业需求。此外，支管与主管倒圆角设置时对气流有良好的“导向”作用，支管速度可提高6%左右。     

基于ADINA流固耦合的纤维在涡流场中的运动研究

为了研究纤维在喷气涡流纺喷嘴中的运动状况，以MVS861型喷气涡流纺喷嘴为原型建立二维计算模型，运用有限元计算软件ADINA中的流固耦合计算模块对纤维 气流两相耦合进行数值分析，同时研究喷孔处的压力大小对两相流运动的影响。结果表明：气流经两侧喷孔喷出后，在流场内会产生涡流场推动内部纤维以波浪式运动向喷嘴出口推进；随着喷孔处的压力增大，纤维的运动周期变短、摆动频率变高；增大喷孔处的压力能够提高纤维加捻包缠的工作效率。     

大颗粒气固流化床内两相流动的CFD模拟

采用欧拉双流体模型和颗粒动力学方法,数值模拟了大颗粒流化床在不同密度、布风装置及曳力模型情况下的气固两相流动,考察了大颗粒流化床流化和流动特点,颗粒体积分率分布,床层压力瞬时变化,床层碰撞比,以及颗粒速度径向和空隙率轴向分布规律.研究结果表明,与直型布风板流化床比较,凹型布风板流化床内的气泡产生快,颗粒横向运动能力强;随着颗粒密度的增大,其在凹型布风板流化床边壁处的速度比中心位置处减小的快;比较3种曳力模型,发现其模拟的轴向空隙率分布和床层压力存在较大差异,且与床层膨胀比实验关联式相比,3种模型预测的值比实验关联式要大一些.通过研究,3个曳力模型中Gidaspow模型相对适用于大颗粒气固流化床的数值模拟.     

3d过渡金属掺杂GaAs的居里温度研究

本文用Zener模型对GaAs掺杂3d过渡金属（TM=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni）的居里温度进行理论计算.文中详细介绍了GaAs材料的晶体结构和基本参数;推导了计算居里温度的函数表达式;并计算了不同元素在不同掺杂浓度下的居里温度值,通过计算得到如下结论：3d过渡金属取代Ga位置时,掺杂Cr和Mn时居里温度较高,可以实现室温铁磁性,掺杂其余元素时居里温度很低;3d过渡金属取代As位置时除了掺杂V和Ni居里温度很低以外,其余均可获得室温铁磁性;取代As位置时合成的DMS材料的居里温度普遍高于取代Ga位置时的居里温度.     

微翅管几何参数对混合工质流动沸腾特性的影响

对非共沸混合工质R32／R134a在水平微翅管内的流动沸腾特性进行了实验研究，获得了微翅管的翅高和翅数对换热性能的影响，并综合比较了3根微翅管的换热性能。同时，将微翅管与光管性能进行了比较。结果表明，在相同工况下，翅高为0．2mm、翅数为60的换热性能最好；微翅管的换热性能明显优于光管。     

旋流燃烧室内湍流流动的PIV实验研究

建立了微型燃气轮机旋流燃烧室实验台．采用二维粒子图像测速技术(PIV)测量了旋流燃烧室火焰筒内冷态速度场．旋流燃烧室主要由3个旋流器和1个侧壁开有测试视窗的圆筒段组成．在空气流量为0．114m^3／s的工况下，得到了燃烧室火焰筒内气体时均切向速度分布及旋流燃烧室火焰筒中心截面和不同轴向横截面位置的速度矢量分布图．实验结果及其分析为旋流燃烧室的数值模拟计算和进一步的实验研究提供了基础．     

关于活塞环组中泄漏气体压力分析的改进

进行活塞环组的润滑分析,必须先确定各环间空间内泄漏气体的压力,这是活塞环滑动面上润滑油膜的压力边值,也是作用在活塞环上、下侧面和背面上的压力值。在新近发表的有关活塞环组润滑的文献中,在计算漏气压力时都未考虑温度的变化,但缸壁温度的实测结果表明,一些工况下缸壁温度变化是很剧烈的。为此,本文把泄漏气体的流动作为非稳定流动处理,在求解漏气压力时不仅考虑气体质量的变化,而且考虑温度的变化。文末附有计算示例,结果表明考虑温度变化是非常必要的。     

喷气涡流纺喷嘴参数对内流场特性的影响

为探究高速气流在喷气涡流纺内流道的流场特性规律，课题组基于FLUENT建立喷嘴的参数化模型，采用单一变量法分别研究喷孔数量、喷孔倾角和供气压力对喷嘴内流场的影响。结果表明：受引导部件的影响，内流场气流特性分别存在不规则性，且有较多的回流和涡流现象的存在；随着喷孔数量的增加，喷孔出口气流速度略有增大，内流场涡流现象减少，气流旋转性能显著增强；随着喷孔倾角的增大，气流速度峰值先增大后减小，导引部件螺旋面两侧的轴向速度和切向速度分布有明显不同，而当喷孔倾角超过70°后角度对速度的影响逐渐减弱；随供气压力的增加，气流速度增大，气流旋转特性增强，纱线加捻效果有所提高。该研究对于喷气涡流纺喷嘴的结构设计具有参考价值。