液滴撞击热多孔介质表面的数值模拟

为了探究液滴撞击热多孔介质表面的热流耦合问题,笔者建立了三角锯齿模型来表征多孔材料的表面粗糙度,运用二维轴对称模型来简化三维问题的计算。运用流体体积法(volume of fluid,VOF)来追踪液滴变形过程中两相界面的变化,运用RNG k epsilon模型来计算湍流的影响。研究结果表明：液滴的We数越大,润湿能力越强,多孔材料的降温效果也越好;多孔材料表面温度Tp越高,液滴的渗透能力越强,多孔材料的降温效果也越好;液滴比热容cp越小,液滴的渗透能力越强,但对多孔材料的降温效果越差;多孔材料表面粗糙度Ra越大,液滴润湿能力越差,但对多孔材料的降温效果增加。该研究成果对多孔介质表面湿润、渗流及传热热有一定的参考意义。     

附着滴在粗糙多孔介质表面铺展渗透的数值研究

为了探究附着滴在粗糙多孔介质表面的动力学行为,课题组通过ANSYS FLUENT对液滴在多孔介质上的铺展渗透进行了研究。首先用凹凸槽来代替表面粗糙度的方法,然后使用VOF模型追踪液滴形态变化,最后利用PISO 算法进行数值模拟计算。定量分析了邦德数、平衡接触角、达西数和多孔介质表面粗糙度对液滴铺展半径和渗透深度的影响。结果表明：随着液滴邦德数的增大,液滴更易变形,铺展和渗透深度增加;随着平衡接触角的增大,液滴越难铺展和渗透,但液滴后期阶段渗透深度增加;随着达西数增大,多孔介质的渗透率增大,所以渗透深度增加,而铺展半径相对减小;随着多孔介质表面粗糙度的增大,铺展半径减小,渗透深度增大。该研究的成果有利于提高生产质量和减少环境污染。     

液滴撞击恒温多孔介质表面的数值模拟

合作社不仅是一个互助经济组织,也是一个社会服务组织,当前已通过土地置换、文化创新、资金互助和劳动自养等方式融入农村养老供给的具体实践,并在提高经济收益、推动农村社区营造和增进老人福祉方面发挥了积极效应。土地改革的推进、城乡居民医疗保险的推广以及互助养老运营补助的激励,为合作社养老的运行提供了制度条件,而合作社养老所具有的自主吸纳和灵活适应特点也助推其成为“接地气”的互助养老形式。然而,合作社养老在实践中还存在受益覆盖面较窄、服务水平不高、可持续动力不强等瓶颈问题,在未来的发展过程中应抓住乡村振兴的发展机遇,在城乡融合、产业融合、服务融合、市场融合四个方面进行突围。     

基于LTNE的饱和多孔介质THMC耦合模型数值研究

为探究多孔材料中流体流动和温度变化,课题组对溶质和溶剂在孔隙内发生的多物理场耦合问题进行研究。首先,基于局部热非平衡理论（LTNE）,分析发生的THMC耦合反应,推导出其控制方程组;其次,将其物理模型简化为内含圆孔无限大平面,通过COMSOL Multiphysics软件,选用一维轴对称坐标系模拟仿真,研究多孔介质应力、孔隙流体压力、溶质摩尔分数和流固体温度分布规律;最后,分析各物理场参数影响。结果表明：随时间增加,各因变量峰值和谷值逐渐沿径向伸展,各物理场之间相互影响愈加深远;反应过程中需衡量参数取值。该研究既可为相关实验和解析方法提供参考,也可直接应用于实际工程中,有助于深入了解饱和多孔介质热流固化完全耦合行为。     

液滴通过圆形表面的格子Boltzmann模拟

为了探究液滴在通过圆形表面的运动过程中固体表面的润湿性对液滴运动的影响,基于S C伪势模型的介观格子Boltzmann方法（LBM）,课题组对重力场下液滴的运动过程进行了二维数值模拟,并考虑了气 液、液 固间的相互作用力与重力的影响。同时采用MATLAB软件图像处理中的边缘检测技术来提取液滴轮廓线,然后以多项式拟合的方法来获得液滴的接触角。计算结果表明：液滴的整体运动速度会随着接触角的增大而增大,而且都会经历一个相同的速度变化过程,同时在液滴下落的过程中存在一个临界接触角。该研究表明润湿性对液滴运动有显著的影响,其模拟结果对液滴动力学的仿真有一定的参考价值。     

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。     

一种单向介质辐射器的数值模拟

在ＰＣ机上应用扩展虚拟内存技术对一种单向介质辐射器（ＵＤＲ）模型进行了ＦＤＴＤ模拟,求出了远场区辐射方向图,得出的数值结果与实测值较好地吻合;讨论了前后功率流,证明了这是一种仅在正前方有极强辐射的定波束高增益天线原型。该天线适合移动通信的手机天线、防撞雷达、空间功率合成器等特殊应用。     

一种具有窗口的双介质SOI耐压结构及其SOI功率器件

具有窗口的双介质SOI耐压结构及其SOI功率器件是一种用于功率器件的具有窗口的双介质层SOI耐压结构以及采用具有窗口的双介质层SOI耐压结构的SOI功率器件,其特征是,耐压层结构含有两层介质层,     

双应力同步降压与双应力交叉步降压实验的数值模拟与应用

为进一步比较可靠性工程中评估产品寿命的2种常规方法（双应力同步降压加速寿命实验和双应力交叉步降压加速寿命实验）的实验效率,课题组借助计算机仿真,并调用服从Weibull分布的产品寿命的典型算例,比较了2种实验方法的时间消耗和产品失效速率,发现在相同实验条件下双应力同步降压加速寿命实验方法提高的实验效率更显著。课题组在双应力同步降压加速寿命实验失效时间曲线的基础上,利用蒙特卡罗法研究了Weibull分布中形状参数m对不同样本数与不同应力水平下双应力同步降压加速寿命试验的失效时间和效率的影响。结果表明：在相同形状参数下,各应力水平的失效时间曲线的趋势一致;在同一应力水平下,不同形状参数的失效时间曲线稳定相交于各样本容量的63%。这一结论也适用于其他的双应力加速寿命实验。课题组基于双应力同步降压加速寿命实验方法,建立了一种绕线联轴器加速退化模型,并推导出了一种在绕线联轴器正常工作条件下预测产品可靠性寿命的数学模型。解析结果表明该预测模型能够有效预测绕线联轴器的真实寿命。