一、温差射流中热绕流现象的数值模拟（论文文献综述）
宋洁[1]（2021）在《低气压条件下建筑室内热风供暖气流流动特性研究》文中进行了进一步梳理热风供暖具有热响应快、调节灵活的特点,是高原地区建筑供暖的主要方式之一。相比于平原地区的常压大气环境,高原地区具有空气稀薄、环境大气压力低的特点,这些高原特殊环境条件对热风供暖气流流动轨迹、供暖室内温度分布如何影响,以及相关气流组织设计计算是否发生变化,尚需深入研究。本文首先分析了高海拔地区气候特性以及空气热物性参数随气压的变化规律;建立了低气压条件下室内热风供暖房间的流动及传热数学模型,通过在高原低气压环境下的实验测试,验证数值计算模型。对不同气压条件下室内气流流速及温度分布进行数值模拟,掌握不同气压条件对热风供暖房间气流流动轨迹偏移规律、室内温度分布规律以及无量纲速度及温度衰减规律的影响;进而,在低气压条件下,通过不均匀系数、能量利用系数等指标,分析不同送风方式、不同送风参数对室内气流特征及温度分布规律的影响,研究过程和主要结论如下:（1）气压条件对热风供暖气流流动特征影响规律:通过对不同气压条件下的射流速度分析可得,随着大气压力的降低,在相同送风温度和速度下,对于水平射流房间,水平方向的速度扩散几乎不受大气压力的影响,而垂直速度由于浮升力的作用,随着大气压力的降低,射流向上弯曲程度越明显。对于垂直向下的射流,大气压力越低,浮升力越大,初始射流向下运动的阻力越明显,射流速度衰减越快。（2）气压条件对热风供暖室内温度分布影响规律:通过对不同气压条件下的室内温度分布分析可得,在相同送风温度和速度下,随着大气压力的降低,水平射流和垂直射流房间内整体温度均减小。对于顶送下回供暖方式下的垂直射流,随着大气压力的降低,房间温度梯度更加明显,上下温差增大,大气压力为57.71k Pa下的房间垂直温差比常压下房间垂直温差高2.5K。（3）不同送风方式及送风参数对低气压环境下热风供暖室内环境的营造效果:改变热风供暖送风方式、送风速度和送风温度,通过不均匀系数以及能量利用系数等指标分析低气压环境下送风方式及送风参数对室内气流速度及热环境的影响。对于低气压环境下,热风供暖房间在送风参数一定时,顶送下回供暖方式下的室内热环境的营造效果较好,该方式下的能量利用系数最高为1.1,速度不均匀系数最低为0.6;增大送风速度,低气压条件下的热风供暖房间稳定后工作区平均温度增大,温度分布更加均匀,能源利用率也相应提高;增大送风温度,供暖房间稳定后工作区平均温度增大,但房间垂直方向的温度梯度也增加,房间垂直温差增大,能量利用率减小;低气压条件下,送风速度的变化对室内气流流动及热环境产生的影响比送风温度变化产生的影响更加明显,增加送风速度,不仅可以提高工作区的平均温度,同时可降低房间垂直温差,提高能量利用率。本文通过数值模拟和实验验证的方法,研究了气压条件对室内气流流动特性及温度分布特征的影响,并分析了送风方式及送风参数对低气压环境下室内的流动及热环境的营造效果,掌握了高原低气压环境下的热风供暖规律,为高原低气压环境下热风供暖设计提供理论和实际指导。
吴逸君[2]（2021）在《基于移动场冲击射流的钢化玻璃传热特性研究》文中认为在光伏产业迅猛上升的背景下,钢化玻璃作为太阳能电池重要组件,需考虑其整体质量如透光度、波纹度、平整度和强度等等,才能作为合格的产品投入市场。一般来说,玻璃的钢化难点在于得到高强度的同时,如何保持高平整性。本文提供一种移动场小间距冲击射流方法来研究钢化玻璃的换热特性,从最根本的换热问题来改善质量问题。文中,通过多物理场理论得到场方程组耦合关系,从而实现不同场之间的数据传递。然后在此基础上,建立了单孔和多孔阵列的几何模型,利用冲击射流理论,得到所需的数学模型方程组,并用COMSOL软件进行瞬态仿真模拟。对于单孔射流,研究了板-射流速度比(Rsj)、射流-板间距（H/D）、雷诺数（Re）在热流固三场耦合下的瞬态换热特性的影响规律。其中,Rsj变化范围为0～1、H/D变化范围为0.2～2,Re变化范围为300～30000,对参数作用下的场变化进行了详述。分析表明移动场在小间距时为高速层流,对换热而言强度具有局部提升并且均匀性较好,而对应力而言强度有提升但均匀性下降。对于多孔阵列射流,研究了Rsj、H/D和射流到射流间距（S/D）在热流固三场耦合下的瞬态换热特性的影响规律。其中,固定射流总质量流率（）为30.34 kg/h,Rsj变化范围为0～1、H/D变化范围为0.2～2,S/D变化范围为5～10,对参数作用下的场变化进行了详述。分析表明阵列射流在移动场情况下流场较为稳定,换热影响最大的是S/D,并且存在喷射间距H/D的拐点为0.8,应力强度提升,均匀性随S/D减小、孔数目提升而提升。通过对移动场的换热增益分析得出:单孔和多孔之间存在最大的区别在于迎风面和中心射流侧翼绕流,孔数目增多且密集有利于稳定流场,从而加强耦合面换热。此外,移动场表芯形成较大温差,利于钢化玻璃的成型。雷诺数变大在增强换热强度的同时,降低了换热均匀性。速度变大,小间距的表芯换热较好,而大间距急剧降低对流换热强度。故此,Rsj=1和H/D=0.2表现最佳,单孔以Re=10000最好,多孔以S/D=5最好。
李琼[3]（2021）在《负浮力射流流动行为及其在热分层水箱中的掺混特性研究》文中研究说明负浮力射流是广泛存在于自然界和工程应用中的流体流动现象。在能源利用领域,夹套换热储热水箱作为太阳能阳台壁挂系统的主要部件,被广泛应用于中国北部地区,但其运行过程中,包含着目前尚未充分理解的负浮力射流流动和传热传质过程,成为制约其热性能提升的重要问题。本文从负浮力射流的流动行为的基本特征出发,采用粒子图像测速（Particle Image Velocimetry,PIV）技术、直接数值模拟技术、实验手段相结合的方法研究了负浮力射流在均匀和分层环境流体中的运动规律,以及其对热分层水箱中热水稀释和温跃层的影响,揭示了负浮力射流流动行为规律和卷吸特性,具体研究内容与结果如下:1.分析了基于卷吸特性的负浮力射流模型,阐明了分层储热水箱中热量与能量传递的瞬态发展的三种机制,讨论了温度分层储热水箱中的卷吸特征。2.采用PIV实验手段,对均匀环境流体中负浮力射流的流动行为进行了测试与分析。实验中,控制参数弗劳德数Fr和雷诺数Re处于0.5≤Fr≤10,50≤Re≤820的范围,结果表明:（1）轴向雷诺应力是产生卷吸和掺混的主要机制;卷吸率α随着Fr的增加而增加;随着垂向高度增加,卷吸率α逐渐增大,进一步表明卷吸程度的加强;当Re足够大时,射流流动中的非对称程度和无规则湍流强度增加。（2）剪切应力、旋涡动力学特征、速度场等对卷吸现象均有直接的联系和影响,通过分析它们的时空演变和量化分布,可以从多个不同的角度探究卷吸现象的内在规律和程度强弱。（3）通过基于时间序列的本征正交分解POD的方法,对圆形负浮力射流入射截面速度场、涡量场、剪切力进行了分析,讨论了射流初始阶段、稳定发展阶段能量分布特征,及不同大尺度涡结构对卷吸的影响和变化规律。3.采用PIV实验手段,对线形分层环境流体中的负浮力射流的流动行为进行了测试与分析。实验中,控制参数在1≤Fr≤14,62≤Re≤579,0.001≤Sp≤0.005的范围内,分析了负浮力射流在线性分层环境流体中的瞬时流动行为特征,并和在均匀环境流体中的特征进行了比较。结果表明:（1）改进的“双缸法”能够很好的实现环境流体密度的线性分层。（2）和在均匀环境流体中的负浮力射流流动行为相比,线形分层（分层度为Sp）起到抑制和减弱的作用,使得射流的最大高度和整体宽度都大大减少,极大地改变了负浮力射流流动的卷吸和掺混特征。（3）当分层度较弱、射流与环境流体的起始密度相差较小、而入射的射流又较强时,分层环境流体中的负浮力射流会表现出中性浮力流动特征。4.利用直接数值模拟和实验测试的方法,研究了容量为100L的家用阳台壁挂式夹套换热太阳能储热水箱在三种不同运行模式（蓄热模式、排水模式、同时蓄热/排水模式）时,水箱中负浮力射流的瞬时流动行为及其对热分层特征的影响效果。通过对207≦Rei≦1090的工况进行分析,结果表明:（1）在三种模式下,由于入口负浮力射流影响,水箱内都会形成低温区、温跃层和高温区。温跃层内的温度为线性分布,且平均温度梯度不受Rei数的影响;温跃层厚度Z*th随时间、排水量的影响而发生变化。（2）排水模式时,当t*≧0.4时段,Rei<1090的工况均表现出负浮力射流的流动特特征,其在密度分层界面的运动行为与PIV实验观察结果一致。局部Rie更能直观评估水箱内部分层性能,冷水负浮力射流在热分层水层中的卷吸和混合现象的程度随Rei数的增大而增强。进入水箱的负浮力射流最大上升高度受温跃层位置和厚度的影响,其掺混主要位于温跃层下部与射流冠顶区域。（3）同时蓄热/排水模式时,在无量纲时间0.4≦t*≦0.8阶段,温跃层厚度Z*th一直保持在稳定的状态,可延长热水使用时间。理查森Ri数一直低于排水模式,体现了浮力作用下的掺混增强,可优化水箱结构参数,提升放热水平。（4）在直通式入水导流管上以孔小、量多的方式进行开孔,将垂直负浮力射流变为多个横流,实现散流器功能,能减少水箱掺混,较大程度提升热水输出率,取出更多热水。
庄加玮[4]（2021）在《热工艺伴生散发类高温细颗粒的迁移规律及其在呼吸道沉积特性研究》文中研究表明固体颗粒物是工业建筑中常见的污染物,可吸入颗粒物(PM10,即空气动力学当量直径≤10μm的颗粒)进入呼吸道后积聚在肺部,是工业尘肺病的主要诱因。慢性阻塞性肺病作为尘肺病患者常见且严重的合并症之一,预计2030年将成为全球第三大死亡原因。当前我国的工业化进入快速发展阶段,工艺生产过程伴生的有害物强度和总量都大幅增加,在冶金、机械、铸造等高污染散发类工业建筑中,还普遍存在大空间开放式无组织有害颗粒物的排放问题。因而,工业建筑室内环境相较于民用建筑、室外大气环境要更为恶劣,工人长期暴露在高浓度颗粒污染物中,呼吸道疾病的感染率急剧上升。工业现场的热源通常也是污染源,热工艺释放出的有害颗粒会在热气流的作用下进行扩散运动,依据释放时长热工艺过程可大致分为两类,其一,类似金属焊接过程会在短时间内散发一定量的热气流,并携带大量不同粒径的高温颗粒污染物,进而在局部热气流作用下形成高温气固两相流云团;其二,类似浇注工艺过程在高温热源的诱导下形成浮射流,会在一段时间内持续地向周围环境释放有害颗粒物,这些颗粒通常会携带一系列有毒或致癌化学物质,其粒径范围从纳米级到微米级,颗粒也可是形状不规整的非球颗粒,且相较于民用建筑中的常温颗粒,其运动过程要更为复杂,颗粒浓度也要更高。然而,现有针对不同工艺的通风系统设计主要依赖于经验,这在很大程度增加了设计的难度及对颗粒物控制的不确定性,且由于颗粒物与空气间的动力学特性差异,及现场热源、设备的干扰,也不可避免会造成部分颗粒物的扩散与逃逸。因此,深入研究高污染散发类热工艺过程细颗粒的运动规律或浓度演变特性,并分析其在工人呼吸道内传输过程,对系统评价工业环境安全有积极意义。基于这样的背景,本文针对工业建筑中颗粒的环境运动行为,结合其物化特性,通过理论分析、测试调研及数值模拟的方法对热工艺伴生散发类高温细颗粒的迁移规律及在其在呼吸道内沉积的动力学机制进行系统研究。通过严格的数值求解、理论推导和数据分析弄清瞬时热气流作用下散发类细颗粒扩散距离与不同影响因素间的定量关系,揭示浮力驱动下散发类细颗粒浓度在室内不同区域的瞬*本研究得到了国家重点研发计划项目（2018YFC0705300）和中央高校基本科研业务费重点项目（2232017A-09）的资助。时变化规律,明确散发类工艺异形颗粒在呼吸道内传输和沉积的动力学机制,并给出颗粒在阻塞型呼吸道内沉降率的理论预测,以便为工业环境中人员暴露评价和通风系统优化设计提供理论参考依据。对于焊接工艺过程瞬时热气流作用下散发类细颗粒的迁移特性分析结果表明,热能与动能的转化推动了两相流流动,颗粒与气流的温度在短时间会急剧下降,速度先增大而后缓慢减小。因而,颗粒散发的前期要预防两相流对人体上呼吸道的烧伤,并且越靠近中心处两相流流速与温度越高,人体暴露风险越大。两相流流动过程中,颗粒会沿垂直和水平两个方向脱离气流,且工艺过程瞬时散发的热量愈多,颗粒可获得的最大平均速度越高,颗粒与气流间的跟随性越好。不同影响因素通过初始阶段能量转化及颗粒动力学特性改变了高温颗粒的扩散区域,且均对颗粒不同方向扩散距离有显着影响,初始温度越高、初始速度越大、释放时长越长、颗粒粒径越小,颗粒在不同方向的扩散区域也越大,因此,工艺现场要综合考虑多因素影响下细颗粒的危害。为此,在给定不同变量范围内,通过多元回归分析建立了颗粒物水平扩散最大距离的预测模型。进一步针对浇注工艺过程,通过对现有浮力驱动下通风热分层理论模型修正,建立两类浮力驱动下散发类细颗粒浓度冲刷的瞬时预测模型。结果发现,本文理论模型数值求解得到的结果与实验数据有更好的吻合度,已有模型仅是其中的几个特例,从而证实本文提出的预测瞬时浮力驱动自然通风的非均匀三层模型更具一般性。特定的无量纲有效通风面积a下,浮力组合系数λ对1-ζ和ζc比值的绝对值大小有显着影响,但不改变其变化趋势。室外初始温度只会改变热分层的绝对温度,而对热分层的高度没有影响。此外,有效通风面积A*、高度H、面积S越小,热源的浮力通量B越大,瞬时热分层的温度也越高。颗粒物浓度变化过程中,室内垂直速度为零的热分层界面ζ0和新鲜空气层界面ζa是两个不同的分界面,ζ0将原始污染层分割成两个区域,其厚度分别为ζ-ζ0和ζ0-ζa。纯置换模型下,新鲜冷空气层颗粒物浓度Ck的大小恒为Ca+Cf,原始污染层颗粒物浓度大小Cl会不断衰减,到达稳定时刻的值为Ca+Cf,而上层颗粒物浓度大小Cu在初始阶段急剧变大,后在此基础上缓慢减小,其稳定值等于Ca+Cf+Cs;对于均匀混合模型,室内上、下层颗粒物浓度变化会更平缓一些,对应稳定时刻浓度值分别为Ca+Cf、Ca+Cf+Cs。说明下层污染物混合特性会影响室内污染物分层以及浓度变化特性,但不改变稳定时刻室内污染物浓度分布。通风过程任意时刻上层颗粒物浓度都要大于下层,且a值越大,各污染层无量纲颗粒物浓度下降越快,排污效率越高。通过测试发现,热工艺伴生金属粉尘通常由球状、椭球形、块状、棒状及不规则锥形颗粒共同组成,其表面空隙发达,比表面积也很大,此外,粉尘颗粒中含有大量Fe、Al、Si等元素的氧化物,并存在Mn、Ti、Cr等重金属元素,这在一定程度上增加了工人患各类职业病的风险。异形颗粒的在呼吸道内的沉积率η不仅取决于其形状系数φ,还同其具体形态有关。整体上服从φ越大,沉积率越高,反映出不规则的非球颗粒更容易被输运至呼吸道更深的位置,对人体呼吸道健康威胁可能也越大。异形颗粒间的沉积率差异会随着粒径或呼吸量的增加而变大,且在G3～G6呼吸道要明显胜于G9～G12呼吸道,局部沉积率差异主要发生在呼吸道分叉处,尤其是第一级分叉B3和B9,最大差异分别超过了30%和20%。另外,在G3～G6呼吸道内,φ越小,颗粒沉积分布越分散,最终可覆盖至呼吸道外侧区域,并随着呼吸量的提升和粒径的增大而变得更为明显;而对于G9～G12呼吸道,当颗粒粒径增大时,重力作用会发挥更为显着的作用,颗粒沉积分布会出现相反的变化趋势。阻塞型呼吸道内气固两相流的沉积运动结果显示,受COPD影响,呼吸道内流场分布表现出非对称性,呼吸道阻塞率α增大,病人局部缺氧越严重,当α=0.8时,相对缺氧率可达90%以上,同等劳动强度下,病人的呼吸会更急促;劳动强度越强,病人绝对缺氧量变大,发生哮喘的可能性愈高。呼吸道受阻不会改变颗粒的沉积机制,但对其沉积形式有显着影响,具体为颗粒在健康侧沉积数量增加,而在病变侧则相反,颗粒呈不对称分布,并且α增大,劳动强度越强,dp越大,沉积分布不对称性越高。呼吸道阻塞未改变颗粒物总沉降率（ηt）同Stokes数或者重力沉降因子γ的变化规律,但α越大,总沉降率（ηt）越小。根据数值计算结果,给出了惯性碰撞和重力联合作用下阻塞型呼吸道内颗粒物沉降率的理论估计公式,经验公式适用的范围为:0<St<0.3,且0<γ<0.01。
郑祥龙[5]（2020）在《燃料轴向分级燃烧污染物排放及其交叉射流火焰特性研究》文中进行了进一步梳理提高燃烧室出口温度是提升燃气轮机效率的有效途径之一,但提高燃烧室出口温度将会大幅增加NOx排放。为缓和燃烧室出口温度与NOx排放之间的矛盾,燃料轴向分级形式的燃烧室设计方案逐渐受到关注并在高等级（1975 K）燃机中具有应用潜力。为评估燃料轴向分级燃烧降低NOx排放的潜力、探究影响NOx和CO排放性能的关键因素并了解其二级燃烧区的火焰特征,本文针对燃料轴向分级燃烧技术开展了一系列的模拟和实验研究,主要研究内容如下:首先,基于二级反应物与烟气的完全掺混和不完全掺混假设,分别构建了简化的燃料轴向分级燃烧化学反应器网络模型,并对燃料分配、停留时间分配、二级掺混不均匀性、壁面热损失、进气温度和压力等因素进行了参数化研究。针对燃机工况下的模拟计算表明,当燃烧室出口温度达到1975 K时,单级燃烧模式的NOx排放水平将会达到60 ppm@15%O2左右。而理想掺混条件下轴向分级燃烧方案可将NOx排放降低至16 ppm@15%O2左右（对应二级燃料比例为20%）,因此轴向分级燃烧方案应用于高等级燃机时具有明显的NOx减排潜力。提高二级燃料比例或缩短二级燃烧区停留时间,均可降低NOx排放量。其中,增加二级燃料比例对NOx的减排效果最为明显,当二级燃料比例达到10%时,在完全掺混条件下即可实现约40%的NOx减排量。但是,当二级反应物与烟气发生不完全掺混时,分级燃烧的排放性能会发生恶化,极端条件下甚至会导致分级燃烧的NOx排放量超过未分级模式。在模拟验证了燃料轴向分级燃烧降低NOx排放可行性的基础上,进一步搭建了模型燃烧室,并在常压条件下研究了燃料分配、一、二级当量比以及射流速度对NOx和CO排放特性的影响。实验结果显示,由于二级燃烧区存在局部掺混不均匀,分级燃烧室降低NOx排放的效果将会因燃烧室出口温度水平而异。当燃烧室出口温度水平为1975 K时,模型燃烧室单级模式下的NOx排放为8ppm@15%O2左右,此时采用轴向分级燃烧方式最高可实现约40%的NOx降低量。但当燃烧室出口温度水平较低时,分级燃烧的NOx减排能力会逐渐减弱甚至恶化。此外,实验中还发现二级NOx增量与二级温升之间呈线性而非指数增长关系,说明二级燃烧区的高温低氧氛围和富燃射流条件对NOx生成存在一定的抑制作用。对二级喷嘴射流速度影响的研究表明,在保证二级温升相同的条件下增加二级射流速度,可在一定程度上降低二级NOx排放量,且二级射流当量比越高,提高射流速度所带来的NOx降幅越大。基于上述模型燃烧室,进一步开展了光学测量研究。测量结果显示当二级射流当量比大于1时,进一步提高二级当量比或增加一级当量比,均会导致OH*强度的下降,这可用来解释Lean-Rich构型燃烧室在高燃烧室出口温度条件下的低NOx排放优势。对火焰抬升高度的分析表明,火焰抬升高度随两级当量比的增加均有不同程度的下降。当射流当量比超过1时,火焰会紧贴射流喷口,从而引发喷嘴或壁面超温的风险。此外,由于OH自由基在后火焰区的积累,OH-PLIF信号将无法准确反映局部热释放区的分布。而一维火焰模拟分析很好地解释了上述实验现象,并表明火焰内部存在潜在的NO再燃机制,从而进一步完善了LeanRich构型燃烧室的低NOx排放机制。由于实验中获取的流场信息有限,采用数值模拟方法对轴向分级燃烧中典型的交叉射流火焰进行了模拟研究。结果对比表明,RANS模拟不能准确预测雷诺应力项的大小,从而导致其对标量场分布的预测出现较大偏差。本论文选用解析度更高的尺度自适应模拟（Scale Adaptive Simulation,SAS）开展了交叉射流火焰的模拟验证工作。冷态模拟结果表明,尺度自适应模拟可以准确预测交叉射流的速度和雷诺应力场分布,进而使得其对标量场分布的预测结果有了明显的提升。采用尺度自适应模拟耦合涡耗散模型的热态模拟验证结果表明,该方法在不同工况下均可给出准确的速度场预测,并可反映射流中心迹线上的标量对数衰减特征。热态模拟结果显示均匀掺混的富燃料射流存在一定程度的贴壁燃烧现象,该现象会导致近喷嘴处壁面温度的升高并带来喷嘴或壁面超温的风险。为解决这一问题,本论文提出了非均匀燃料分布的二级喷嘴设计方案,模拟结果显示该方案可有效增加二级射流火焰抬升,并抑制二级燃烧区背风侧局部高温区的形成,从而改善二级喷嘴的燃烧性能。
李振环[6]（2020）在《泡沫及缝隙结构的对流—辐射高温耦合传热特性研究》文中指出近年来,以泡沫结构为代表的毫米级孔隙材料在能源动力、化工和航空航天等技术领域开始展现出重要的应用前景。在这些技术领域中,泡沫多孔材料内的物理过程,为高强度的高温能量转换与输运。此外,由毫米级缝隙和纤维多孔材料（微米级孔隙）填充物组成的高超声速飞行器热密封结构,也经历类似的高温过程。无论在高速流动或是低速流动下,流体域、固体域和多孔域共存是此类过程的共性特征。由于该类多区域问题涉及导热、对流和辐射三种传热方式的复杂耦合,导致现有的研究对其中的动量及热量输运规律尚缺乏必要深度的认知,制约了相关技术的发展。本文分别以高温换热器强化传热、飞行器减阻降热以及飞行器热密封结构为应用背景,开展泡沫及缝隙结构的对流-辐射高温耦合传热机理、数值计算方法和过程输运特性的研究。基于结构化网格系统和蒙特卡洛法（MCM）,引入一种求解非规则区域内辐射热源项的混合策略。采用该策略计算泡沫骨架表面间的孔隙尺度辐射换热,并将其与流-固耦合传热CFD模拟结合,建立泡沫结构内对流-辐射耦合传热的孔隙尺度模拟方法。分别从孔隙尺度对流传热模拟和热辐射传输求解两方面,验证计算方法的可靠性。对填充镍泡沫的矩形通道,分析定壁温加热下泡沫结构内的孔隙尺度流动和高温耦合传热特性,阐明连续尺度模拟对大梯度传热区域的不适用性。鉴于连续尺度模拟在大梯度传热区域的局限性以及孔隙尺度模拟计算量巨大的缺点,基于多区域耦合理念,将连续尺度模拟和孔隙尺度模拟相耦合,建立泡沫结构内对流-辐射耦合传热的双尺度分析方法。对有外部入射辐射的镍泡沫层内强制对流高温耦合传热展开研究,以孔隙尺度模拟以及现有文献关联式的计算结果对双尺度模拟的可靠性进行检验和分析,并比较孔隙模拟和双尺度模拟的计算效率。对高速流中泡沫结构的对流-辐射耦合问题,采用基于密度的高速流动求解算法、考虑多区域耦合传热效应,进行连续尺度模拟。分析高速气流冲击下前缘安置柱状泡沫结构的耦合传热及气动阻力特性,获知多孔域内流场的瞬态发展特征、内部气流与骨架间的传热状态以及多孔域长度变化对气动效应的影响规律。在此基础上,对前缘安置有泡沫减阻杆的钝形轮廓结构开展分析,以带有实体减阻杆的固体结构为参照,剖析泡沫减阻杆周围的绕流特征,考察其对主体前部壁面气动加热强度以及整体激波阻力的降低效果,并揭示其减阻和降热机理。针对飞行器热密封结构的高温耦合传热问题,采用基于密度的全速域流动计算方法,并考虑多区域耦合效应,对高速流场中局部缝隙结构的瞬态热侵入过程开展数值模拟,获得外流场对上壁面气动热流、缝隙入口流场参数的单向输运影响特性;进而,提出一种将外部高速流场和缝-腔内低速流场解耦计算的快速分析方法,归纳得到外壁面解耦参数关联式,并以全速域耦合计算结果和电弧风洞实验数据检验解耦算法的可靠性;最后,利用该解耦算法对不同特点的局部缝-腔结构的长时间瞬态热侵入特性开展分析。通过研究,建立了适用于泡沫及缝隙结构的对流-辐射高温耦合传热分析的计算方法,为预测泡沫结构在高温强化传热、高速飞行器减阻降热以及热密封结构的特性规律提供了分析手段。获得的分析结果,为相关应用研究和技术发展提供了认识基础和参考依据。
郭昊添[7]（2020）在《过渡段内换热表面仿生扰流结构设计及冷却特性研究》文中进行了进一步梳理人类对能源的使用能力影响着人类文明的发展历程,然而目前的能源形势是,不可再生能源的资源紧张且需求仍在日益增长。燃气轮机是一种对能源使用量大且能够高效转化能源的机械设备,被誉为“工业技术皇冠上的明珠”。我国在燃气轮机的设计及制造方面已落后于西方发达国家约30年,具体体现在缺乏对燃气轮机结构的完整性设计、对热端部件的高温防护以及关键部件的使用容限控制。为此,2015年国务院签批部署的《中国制造2025》和2017年国家发改委与国家能源局联合印发《依托能源工程推进燃气轮机创新发展的若干意见》,均对燃气轮机核心技术的自主研发问题予以强调。因此,加快研发具有自主知识产权的燃气轮机是促进我国重工业发展和实现强国战略的重中之重,也是快速推动我国经济发展的一项重要任务。本文结合国家“863”项目子课题《F级燃机燃烧室过渡段优化设计》,依托国家自然科学基金《仿生非光滑表面结构冲击冷却关键技术研究》,验证了射流冲击冷却技术在燃气轮机过渡段双腔室简化模型内的高温防护效果。根据冷却介质在过渡段冷却腔内的流动特性,借鉴深海长尾鲨鳃弓的定向扰流作用和新月形沙丘表面对周围流场的影响,分别设计了带有仿长尾鲨鳃弓扰流结构、仿沙丘肋式扰流结构和仿新月形沙丘表面扰流结构的换热表面。围绕上述三种仿生扰流结构的排布距离及其结构参数变化,对过渡段冷却腔内的流场与温度场进行深入研究。具体的研究工作包括:第一,本文针对燃气轮机过渡段内的流动特性和换热表面传热机理,基于计算流体力学中的控制方程、数值离散方法,结合射流冲击冷却的技术特点,选择能够适应时均应变率较大情况的Realizable k-e模型,作为过渡段冷却腔内的湍流计算模型。兼顾仿真准确性与计算效率,以近壁面函数作为换热表面上流动计算的处理办法。基于换热表面的面积平均温度和冷却腔进出口处的质量流率平均温度,定义了换热表面上与冷却腔内冷却效率的评价函数。第二,通过不同湍流模型的仿真结果与Wang的实验数据对比,确定仿真过程的正确性及可靠性,同时验证了Realizable k-e模型是本文研究过程中湍流代理模型的最佳选择。根据燃气轮机过渡段的对称性,将以冷空气为冷却介质的射流冲击冷却传热过程进行简化模拟,建立了不失一般性的燃气轮机过渡段矩形简化模型。通过对比单孔和多孔射流冲击冷却结果,分析了射流冲击冷却机理,并确定了以带有多冷却孔的燃气轮机过渡段简化模型作为后续研究对象的对比基础,同时发现冷却腔内的气压变化有利于换热表面的对流换热效率增强。第三,借鉴深海长尾鲨的呼吸过程,模拟长尾鲨鳃弓在呼吸作用中的定向扰流功能,提出并设计了带有仿长尾鲨鳃弓扰流结构的换热表面,具体可分为带有仿鳃弓扰流结构和带有仿鳃弓组扰流结构的换热表面。通过对带有仿生换热表面的过渡段双腔室简化模型进行热流场分析,并结合平均温度和冷却效率的评价方法,对影响过渡段换热表面高温防护效果的因素进行了讨论。通过对比仿鳃弓扰流结构的不同尺寸参数,发现仿鳃弓扰流结构在过渡段冷却腔内,能够通过对冷却介质的扰流作用,增加气涡的形成,有效降低换热表面的平均温度,提升换热表面的冷却效率。研究结果表明:当仿鳃弓扰流结构的宽度不变时,随着高度的增长,换热表面上冷却效率的整体变化呈递增趋势。当仿鳃弓扰流结构的高度为20.26 mm、宽度为5.13 mm时,仿生换热表面的冷却效率最高可达到14.53%。通过对仿鳃弓组扰流结构的不同参数设计,经对比分析,认为当仿鳃弓组扰流结构与冲击靶点距离的排布距离为20 mm时,能够对冷却介质形成明显的扰流作用,并提升过渡段冷却腔内的湍流动能最大值和冲击靶点周围的对流换热效率。通过对比仿鳃弓组扰流结构的宽度和高度两个参数设计,发现两个矩形肋可对冷却介质进行多层扰流,增加气涡的形成机制,实现过渡段内冲击冷却的高温防护效果达到最大化。当仿鳃弓组扰流结构的宽度5 mm,高度10 mm时,冷却腔内的冷却效率最高,可以达到32.5%。第四,借鉴新月形沙丘表面对周围流场的影响,首先研究了新月形沙丘表面的形成原理,然后根据Andreotti等建立的新月形沙丘表面二维连续模型,设计了仿沙丘肋式扰流结构;根据Hersen建立的新月形沙丘表面三维连续模型,设计了仿新月形沙丘扰流结构。最后,分别对所有带有仿生换热表面的过渡段双腔室简化模型进行热流场分析,并结合平均温度和冷却效率的评价方法,对影响高温防护效果的因素进行讨论。通过设计仿沙丘肋式扰流结构的不同排布方案,对比发现:当仿沙丘肋式扰流结构与冲击靶点距离较近或较远时,均能通过提升局部换热表面上的对流换热效率,使过渡段的高温防护效果得到增强,对比仿沙丘肋式扰流结构高度的不同设计方案,结果表明:在一定条件下,增加仿沙丘肋式扰流结构的高度,有利于增强冲击冷却效率的效果。仿沙丘肋式扰流结构的高度取值为8.74 mm、距离为30 mm时,冷却效率最高,可以达到13.78%。通过对比仿新月形沙丘扰流结构不同高度参数设计,可以发现:在过渡段冷却腔内,仿新月形沙丘扰流结构能够实现对冷却介质的流向扰流和横向扰流,增加冷却腔内气涡形成的机制,实现换热表面上对流换热效率的增强。当仿新月形沙丘扰流结构的高度8 mm时,过渡段冷却腔内的冷却效率最高可以达到26.62%。最后,总结了全文的研究内容并对未来研究方向进行了展望。
苏利鹏[8]（2020）在《基于离散相荷电的气溶胶实时测量及深度净化研究》文中进行了进一步梳理自然界及工业生产活动中存在诸多物相混合的流动体系,以其物相所占体积比例,包含离散相及连续相。相比于连续相,离散相荷电在气溶胶体系测量、净化等领域中具有更重要的作用。本文首先基于离散相单极扩散荷电原理,研究气溶胶粒子形貌、表面积浓度及体积/质量浓度的实时测量,开发一种低成本、轻便可携带、具备1s时间分辨率优势的模型仪器,以填补现有测量仪器的不足。其次,基于细颗粒电晕荷电及微米液滴感应荷电特性,研究不同流动状态下离散相荷电条件、操作参数及颗粒自身特性等对气溶胶净化效率的影响,阐述离散相荷电是传统湿式除尘低耗改造、深度净化气溶胶的重要方法。首先,采用不同实验装置分别研究无外电场影响下细颗粒单极扩散荷电特性、外电场存在下单极电晕荷电特性以及微米液滴感应荷电,并与相应经典荷电理论做对比。研究发现在无外电场存在下,颗粒形貌对单极扩散荷电有重要影响,粒子结构越松散,分形维数越小,对应颗粒荷电量越大。在相同迁移直径下,基元粒子尺寸对点接触形式下的聚集体表面积及扩散荷电量都有一定程度影响,且这种影响随迁移直径增加而有增强趋势;当迁移直径大于100nm时,相同直径下基元粒子尺寸较大的聚集体对应较高的单极扩散荷电量。在外电场影响下,相比飞灰颗粒,复杂形貌的碳黑颗粒进一步获得更多电荷。在感应荷电条件下,微米液滴荷电量的关键影响因素是操作参数,如荷电电压及喷雾量,实验结果与半经验理论模型有较好的一致性。基于无外电场影响的单极扩散荷电原理,以喷射型荷电器为主,结合两组离子捕集器及静电计,构造一种能够实时监测气溶胶的模型仪器。采用该模型仪器能获得不同离子捕集器电压下的两组仪器灵敏性参数值,并线性加权获得一组最优灵敏性参数值,以此关联目标量。经由单分散颗粒校正之后,该模型仪器被多分散颗粒验证,并与扫描电迁移率分析仪（SMPS）进行对比。研究表明,该模型仪器能够精确测量球形颗粒表面积浓度,其结果与SMPS同步测量值的平均差距小于8%。在归类非球形颗粒基础上,该模型仪器也能实时测量多种分形维数下的聚集体/烧结体表面积浓度、体积浓度/质量浓度,而现有仪器不能实现上述功能。在对原始SMPS数据修正之后,两种仪器对非球形颗粒表面积浓度测量的平均差距小于10%,对体积浓度/质量浓度测量的平均差距不超过30%。相比SMPS,该模型仪器的突出优势是经济性好、轻便可携带,具备1s时间分辨率测量功能且可应用于现场测量。基于离散相液滴荷电,利用无量纲净化理论分析不同模型参数对气溶胶净化效率的影响,并实验研究蠕动流下气溶胶净化的基础特性。研究表明离散相液滴荷电对油颗粒及盐颗粒捕集效率都具有增益效用。相比之下,憎水性颗粒（DEHS油颗粒）的静电增益作用更大,实验条件下DEHS颗粒最低捕集效率从38%提升到82%,同时可增强湿式除尘装置的运行稳定性。对比球形颗粒,聚集体颗粒在液滴表面的沉积速率较大,而液滴荷电能弱化颗粒形貌带来的捕集效率差异。对比微米级颗粒,液滴荷电对亚微米颗粒的增益作用最明显,同时极低的颗粒浓度可减小离散相相间碰撞概率,因此电场力对亚微米颗粒捕集的最大增益发生在一定的浓度范围。实验结果与模型预测趋势在亚微米及微米尺度内都具有较好的一致性。基于固相颗粒电晕荷电及液滴感应荷电,实验研究湍流场下离散相荷电种类、操作参数及气相温度对不同类细颗粒物捕集效率的影响,并与电晕场主导下的湿法电除尘进行对比。实验结果发现传统湿式除尘器对碳黑颗粒的捕集效率低于飞灰颗粒,表明颗粒亲湿性在与颗粒形貌的竞争过程中占据优势。然而,离散相荷电对碳黑颗粒的净效率增量却明显高于飞灰颗粒。液滴感应荷电条件下碳黑颗粒的最大净效率增量为60%,而相同情况下飞灰约为40%。相比液滴感应荷电,颗粒电晕荷电的增效作用较弱。研究还表明气相温度升高有助于增强亚微米颗粒在液滴表面的沉积,然而与离散相荷电相比为次要因素。此外,通过与电晕场主导的湿法电除尘器相比,表明以液滴感应荷电为主导的净化方法不仅能显着提高颗粒捕集效率,还能较大幅度减少能耗。在固液离散相同时荷电条件下,采用耦合udf程序的数值模拟方法研究湍流场中单个荷电液滴附近的微米颗粒运动轨迹、碰撞效率及沉积特性。结果表明湍流扩散使颗粒运动轨迹变得发散、不再唯一,但并不能使颗粒的迁移方向完全背离主流方向。在库伦力作用下,颗粒开始在液滴背部沉积,但随颗粒初始位置的增加而有所弱化。在边界层稳定流动下,库伦力作用对较小粒径颗粒的沉积效率有明显影响。然而在边界层分离流动下,惯性碰撞作用对颗粒-液滴碰撞具有决定性影响,一定程度上弱化了库仑力作用。在单荷电液滴数值模拟基础上,结合无量纲化理论预测了群荷电液滴下湍流气溶胶净化效率。通过实验对比,表明该复合模型能较好地预测气溶胶净化效率的变化趋势,有助于静电增强型湿式除尘器的设计及应用。
高继鹏[9]（2020）在《推进器扰动下热尾流浮升对水面红外特性的影响研究》文中进行了进一步梳理水下目标探测技术对海洋强国战略实施具有重要研究意义。随着降噪技术的不断发展,传统的声呐探测技术难以发现高隐蔽性水下航行体的行踪,非声学探测技术越来越受到关注。由于航行体在行进过程中会排放冷却水,在推进器扰动和尾部扰流的共同作用下形成温度高于环境水体的热尾流,向上浮升的同时与海洋层化结构相互作用,最终导致产生海面热信号,进而采用红外技术观测海面即可发现水下目标,因此,探究水下目标热尾流引起的水面热信号规律意义重大。本文主要的内容与研究结论如下:通过相似模化实验方法研究了均匀水体中有推进器扰动的热尾流浮升过程对水面温度场和流场的影响。首先,设计并制作了推进器缩比实验模型,根据实验需求改进试验台;其次,在冷却水中添加示踪粒子,利用PIV技术观测冷却水与推进器扰动产生的热尾流处于悬停状态时的水面流场;最后,利用红外热像仪在含有“热表皮”结构的均匀水体中进行热尾浮升观测实验。通过调整推进型转速、冷却水排放速率、模型潜深等变量研究水面温度场和流场的变化规律。引入淹没射流模型和浮力射流模型,分析速度场和温度场与无量纲数之间的关系,得出红外信号与水面流场的变化规律,结果表明:（1）在均匀水体中冷却水排放与推进器扰动所形成的热尾流具有淹没射流的流场特征,有一定几率出现大尺度的相干涡结构,并与冷却水排放速率、推进器转速有关。（2）水面红外信号产生主要是由于“热表皮”结构的破坏导致形成的冷信号,与热尾流浮升至水面无直接关系。（3）实验模型距水面较近时,会有部分热尾流产生的热信号浮于水面,且受自由面的制约水面观测的形态结构形成不稳定的结构。通过数值模拟的方式,采用大涡方法对不含推进器的简化潜艇模型进行分层水体和均匀水体环境的实尺度仿真,通过改变跃层位置、航行速度等因素对分层水体下热尾流形成的过程及其对水面温度场影响的变化规律进行研究,结果表明:（1）受模型尾部扰流影响,均匀水体与分层水体环境下热尾流均存在V形结构分布且经历着初始射流、发展、破碎三个阶段。（2）模型位于跃层上方时,水面温度信号的产生与热尾流的浮升过程有直接关系,受水面“热表皮”结构的影响产生量级为0.001K的“冷信号”。（3）航行体位于跃层下方时,热尾流浮升过程会受到抑制,但模型运动和尾流浮升的作用会激发跃层产生内波,一定强度的内波会调制“热表皮”产生量级小于0.01K的温度信号,且与航行体的航速、跃层与水面的相对位置均有关系。
马欢[10]（2020）在《大型间接空冷系统热力特性与空气侧流场优化研究》文中认为间接空冷是一种利用空气自然通风冷却循环水并最终带走机组乏汽余热的冷却技术,因其显着的节水效益而在我国北方富煤缺水地区具有很好的应用前景,但是间接空冷系统实际运行容易受到环境因素的影响,从而使机组面临夏季出力不足、冬季散热器受冻的难题。本文以某典型600MW超临界机组间接空冷系统为研究对象,围绕不同环境条件下间接空冷系统特性与优化理论及方法开展研究工作,论文主要内容为:1、提出了一种耦合循环水和空气两种工质沿程流动与换热的空冷塔数值计算模型。基于所建立的循环水网管流量分配模型计算了三角散热器和冷却扇区的循环水流量,进而采用多孔介质模型和热量体积源项法建立了散热器进气压损和空气受热过程模型,基于分布参数法分段计算了散热器的水-空气换热量,并进一步将凝汽器热力特性计算嵌入到空冷塔的数值模拟中,得到了不同环境条件下的机组背压。2、基于散热器进气方式的分析建立了散热器两冷却柱进气速度与进气偏斜角的函数关系。研究了不同环境条件下进气方式、进气偏斜角和进气速度对各方位散热器性能的影响机制,并掌握了散热器两冷却柱散热性能随圆周角变化的规律。研究表明随着圆周角从0°（或180°）接近90°,散热器进气偏斜角逐渐增大,冷却柱A的散热性能逐渐恶化,而冷却柱B性能先略微提升而后不断下降。当风速增大时,散热器进气偏斜角及两冷却柱散热性能随圆周角的变化幅度均会增大,但是散热器进气速度和散热量沿圆周角的分布特征几乎不会随环境温度的变化而变化。3、提出了空冷塔散热量与环境温度和环境风速相关联的无量纲函数表达式,从而建立了空冷塔整体通风散热的热力计算理论模型。将不同环境温度下空冷塔散热量之比转换成换热温差之比的函数,并进一步考虑环境风速的影响建立了空冷塔散热量与环境风速以及自然通风作用下塔顶热羽出流速度的函数关系。算例表明本文所建立的理论模型能够准确预测不同环境温度和风速下空冷塔的散热量,可应用于同类型大尺寸空冷塔的热力性能预测。4、通过进气条件及塔内流场的变化揭示了散热器顶角对各方位散热器性能以及塔内空气上升流速度分布的影响规律。散热器顶角增大将有效改善散热器的进气条件,尤其会显着增强迎风散热器的进气量,从而提升了环境风作用下单个散热器的热力性能,然而散热器顶角的增大加剧了散热器之间进气和散热的不平衡,导致塔内空气上升速度的分布更加不均匀。研究还表明空冷散热器阻力特性表达式中的指数越大,散热器之间的散热不均越小。5、针对挡风墙墙后回流造成的局部散热器进气和散热恶化问题,提出了依据散热器进气偏斜角旋转挡风墙的优化布置策略,结果表明该布置策略通过抑制墙后回流来改善散热器的进气流场,可以减小散热器之间的性能偏差,从而有效提升了环境风作用下空冷塔的散热能力。6、针对低温环境下散热器百叶窗漏风造成的空冷塔冷却能力过剩的问题,提出了一种通过部分可透风塔壳引入塔外冷空气的优化策略。研究了不同风速下各方位散热器百叶窗的漏风量分布以及塔内流场分布特征,得到了相应风速下间接空冷系统安全运行的极限环境温度,进而分析了部分可透风塔壳的作用效果,结果表明正面可透风塔壳可有效降低各方位散热器百叶窗的漏风量,提高机组背压和循环水出塔温度,从而拓宽了系统安全运行的可行域。7、提出了一种适用于大尺寸空冷塔进气喷雾预冷的多计算域嵌套模拟方法,实现了不同特征尺寸内喷雾蒸发和空冷塔通风散热的耦合计算。研究了空冷塔实际通风条件下的喷雾蒸发特性,并定量分析了不同喷雾条件对空冷塔热力性能的提升效果,结果表明喷雾冷却在提升空冷塔散热的同时降低了塔内气温以及自然通风速度,而通风速度的下降又促进了液滴蒸发并增强了冷却效果。研究还表明空冷塔散热器前实际通流面积的收缩不利于液滴蒸发和水蒸气扩散,尤其是多喷嘴预冷系统中不同位置喷射间容易形成相互干扰,导致液滴蒸发率显着下降。8、针对集成空冷、脱硫以及排烟功能的“三塔合一”系统,研究并阐明了塔内外空气流动特征对烟气抬升扩散的影响机制,结果表明环境风作用下塔内空气上升流的下风偏斜和气流旋转加剧了烟气的塔内扩散,增大了含有高浓度二氧化硫的烟气与空冷塔内壁的接触面积,而塔顶出口热羽的不均匀分布以及热羽的下洗作用增大了烟气与塔外壁背风部分的接触面积。9、针对烟气对空冷塔内外壁可能造成的污染问题,提出了在空冷塔进气混合阶段和混合后气流上升阶段分别进行塔内流场重构的优化策略,算例表明所提两种优化策略均可有效降低塔内空气上升流的混乱程度并抑制热羽下洗,从而减小了烟气与空冷塔内外壁的接触面积,提升了烟气在大气环境中的下游扩散通道。
二、温差射流中热绕流现象的数值模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、温差射流中热绕流现象的数值模拟（论文提纲范文）
（1）低气压条件下建筑室内热风供暖气流流动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 低压环境条件下空气流动换热过程的研究 |
| 1.2.2 冬季热风供暖送风气流组织设计 |
| 1.2.3 空气自由射流理论与方法相关研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 空气热物性参数随海拔高度与大气压力的变化规律 |
| 2.1 高海拔地区典型气候特征 |
| 2.2 低气压环境下空气物性参数的变化 |
| 2.2.1 空气密度 |
| 2.2.2 气体的导热系数 |
| 2.2.3 气体的定压比热容 |
| 2.2.4 导温系数 |
| 2.2.5 粘度 |
| 2.2.6 体积膨胀系数 |
| 2.2.7 普朗特数 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 低气压条件下室内热气流流动模型及评价指标 |
| 3.1 流动及传热数学模型 |
| 3.1.1 关于浮升力的处理 |
| 3.1.2 模型假设 |
| 3.1.3 控制方程 |
| 3.2 物理模型及边界条件 |
| 3.2.1 热风供暖房间物理模型 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 模型边界条件设置 |
| 3.3 求解设置与模型验证 |
| 3.3.1 求解设置 |
| 3.3.2 网格的无关性检验 |
| 3.3.3 数值模型的实验验证 |
| 3.4 低气压条件下热气流分布评价指标 |
| 3.4.1 能量利用系数 |
| 3.4.2 不均匀系数 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同气压条件下室内热气流流动及温度分布数值模拟 |
| 4.1 模拟工况分析 |
| 4.2 不同气压条件下室内气流速度特征分析 |
| 4.2.1 水平射流室内速度特性 |
| 4.2.2 垂直射流室内速度特性 |
| 4.3 不同气压条件下室内温度特征分析 |
| 4.3.1 水平射流室内温度分布特性 |
| 4.3.2 垂直射流室内温度分布特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 低气压条件下室内热气流流动特性及温度分布特征 |
| 5.1 模拟工况分析 |
| 5.2 送风方式对低气压条件下室内气流流动及温度场影响 |
| 5.2.1 室内气流流动特征分析 |
| 5.2.2 室内温度分布特性分析 |
| 5.3 送风速度对低气压条件下室内流场及温度场影响 |
| 5.3.1 室内气流流动特征分析 |
| 5.3.2 室内温度分布特性分析 |
| 5.4 送风温度对低气压条件下室内气流流动及温度场影响 |
| 5.4.1 室内气流流动特征分析 |
| 5.4.2 室内温度场特征分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 图表目录 |
| B 研究生阶段学术成果 |
| 致谢 |
（2）基于移动场冲击射流的钢化玻璃传热特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 移动场玻璃钢化研究 |
| 1.2.2 移动场冲击射流对流换热研究现状 |
| 1.3 课题的研究内容、方法及技术路线 |
| 2 多物理场耦合理论研究 |
| 2.1 耦合基本理论 |
| 2.1.1 流-热耦合 |
| 2.1.2 热-固耦合 |
| 2.1.3 流-固耦合 |
| 2.1.4 热-流-固耦合 |
| 2.2 耦合方式 |
| 2.2.1 强耦合方式 |
| 2.2.2 弱耦合方式 |
| 2.3 耦合面数据传递 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于COMSOL的空气射流冲击高温移动玻璃的仿真 |
| 3.1 空气射流冲击高温移动玻璃板模型 |
| 3.1.1 单孔射流 |
| 3.1.2 多孔阵列射流 |
| 3.2 控制方程 |
| 3.2.1 流体力学方程 |
| 3.2.2 固体力学方程 |
| 3.2.3 换热方程 |
| 3.2.4 耦合方程 |
| 3.3 求解器 |
| 3.3.1 推进时间步 |
| 3.3.2 解方程组 |
| 3.4 网格无关性及模型正确性分析 |
| 3.5 本文相关术语 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于移动场的单孔射流的玻璃换热特性研究 |
| 4.1 流场特性分析 |
| 4.1.1 涡结构发展 |
| 4.1.2 流场速度分布 |
| 4.1.3 耦合面速度分布 |
| 4.2 热场特性分析 |
| 4.2.1 耦合面温度分布 |
| 4.2.2 耦合面温度相对域 |
| 4.2.3 芯面温度分布 |
| 4.2.4 芯面温度相对域 |
| 4.2.5 纵向传热分布 |
| 4.3 固体场特性分析 |
| 4.3.1 耦合面应力分布 |
| 4.3.2 耦合面应力相对域 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于移动场的多孔阵列射流的玻璃换热特性研究 |
| 5.1 流场特性分析 |
| 5.1.1 涡结构发展 |
| 5.1.2 流场速度分布 |
| 5.1.3 耦合面速度分布 |
| 5.2 热场特性分析 |
| 5.2.1 耦合面温度分布 |
| 5.2.2 耦合面温度相对域 |
| 5.2.3 芯面温度分布 |
| 5.2.4 芯面温度相对域 |
| 5.2.5 纵向传热分布 |
| 5.3 固体场特性分析 |
| 5.3.1 耦合面应力分布 |
| 5.3.2 耦合面应力相对域 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（3）负浮力射流流动行为及其在热分层水箱中的掺混特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 负浮力射流 |
| 1.1.2 夹套换热式太阳能蓄热水箱 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 负浮力射流流动行为研究进展 |
| 1.2.2 太阳能蓄热水箱蓄热/放热特性研究进展 |
| 1.3 主要技术难题和发展趋势 |
| 1.3.1 负浮力射流流动行为 |
| 1.3.2 太阳能蓄热水箱蓄/放热特性 |
| 1.4 本文的研究内容和方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 第2章 负浮力射流的理论与应用模型 |
| 2.1 负浮力射流流动行为的理论基础与参数 |
| 2.1.1 理论模型 |
| 2.1.2 主要控制参数 |
| 2.1.3 形态特征参数 |
| 2.2 太阳能蓄热水箱中的负浮力射流及其能量传递 |
| 2.2.1 能量传递模型 |
| 2.2.2 描述热分层特征和量化热分层的方法和参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 均匀环境流体中负浮力射流的PIV实验研究 |
| 3.1 PIV技术简介和工作原理 |
| 3.2 实验方案设计 |
| 3.3 实验装置与测量系统 |
| 3.3.1 PIV实验平台 |
| 3.3.2 PIV流场测量系统 |
| 3.3.3 流场配置部件 |
| 3.4 实验步骤 |
| 3.5 实验结果分析 |
| 3.5.1 不同类型负浮力射流形态表征演变 |
| 3.5.2 卷吸现象特征 |
| 3.5.3 剪切应力对卷吸现象的影响 |
| 3.5.4 旋涡动力学特征 |
| 3.5.5 流场的本征正交分解POD |
| 3.5.6 卷吸现象的定量分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 分层环境流体中负浮力射流的PIV实验研究 |
| 4.1 线性分层环境流体中负浮力射流流动行为的主要控制参数 |
| 4.2 实验方案设计 |
| 4.3 实验装置与测量系统 |
| 4.4 实验步骤 |
| 4.5 实验结果分析 |
| 4.5.1 环境流体密度分层度 |
| 4.5.2 不同类别负浮力射流在分层流体中的形态表征演变 |
| 4.5.3 剪切应力对卷吸现象的影响 |
| 4.5.4 旋涡动力学特征 |
| 4.5.5 流场速度场分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 夹套换热太阳能储热水箱中掺混特性研究 |
| 5.1 研究对象 |
| 5.2 参数分析 |
| 5.3 实验研究 |
| 5.3.1 实验配置 |
| 5.3.2 实验过程 |
| 5.4 数值模拟 |
| 5.4.1 物理模型 |
| 5.4.2 控制方程 |
| 5.4.3 控制方程的离散 |
| 5.4.4 模拟设置 |
| 5.4.5 数值模型验证 |
| 5.5 蓄热模式时的掺混特征分析 |
| 5.5.1 蓄热模式时的水箱内瞬时流场 |
| 5.5.2 蓄热模式时的分层参数分析 |
| 5.6 排水模式时的掺混特征分析 |
| 5.6.1 实验与模拟对比分析 |
| 5.6.2 排水模式时水箱内的瞬时运动特征 |
| 5.6.3 排水模式时的温度分层参数分析 |
| 5.6.4 排水模式时温跃层中的射流动力学特征 |
| 5.7 同时蓄热/排水模式时的掺混特征分析 |
| 5.7.1 水箱内的瞬时运动特征 |
| 5.7.2 同时蓄热/排水模式中的热分层参数分析 |
| 5.7.3 同时蓄热/排水模式温跃层中的射流动力学特征 |
| 5.8 水箱入水口结构优化分析 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 存在的问题与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间与本论文相关的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
（4）热工艺伴生散发类高温细颗粒的迁移规律及其在呼吸道沉积特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 浮力驱动下通风室内污染物状况的研究回顾 |
| 1.2.2 工艺过程伴生高温颗粒污染物扩散特性的研究回顾 |
| 1.2.3 可吸入颗粒物在人体呼吸道内沉积特性的研究回顾 |
| 1.3 本文研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 参考文献 |
| 第二章 瞬时热气流作用下热工艺伴生散发类高温细颗粒的迁移特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多元回归分析与试验设计 |
| 2.2.1 数据分析方法 |
| 2.2.2 试验设计 |
| 2.3 CFD数值计算模型与验证 |
| 2.3.1 物理模型 |
| 2.3.2 气固耦合两相流运输模型 |
| 2.3.3 数值细节与边界条件的确定 |
| 2.3.4 网格划分与独立性检验 |
| 2.3.5 数值方法的可靠性验证 |
| 2.4 瞬时热气流作用下高温细颗粒物的迁移特性 |
| 2.4.1 热气流流动特性 |
| 2.4.2 高温细颗粒温度变化特性 |
| 2.4.3 高温颗粒迁移的动力学分析 |
| 2.5 影响高温细颗粒扩散距离的因素分析 |
| 2.5.1 高温细颗粒扩散距离的瞬时变化 |
| 2.5.2 高温细颗粒扩散半径与影响因素之间关系 |
| 2.5.3 两相流热交换量对高温颗粒扩散距离的影响 |
| 2.6 颗粒物水平扩散距离的预测模型 |
| 2.6.1 颗粒水平扩散距离拟合公式 |
| 2.6.2 回归模型的准确性验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 浮力驱动下热工艺伴生散发类高温细颗粒物浓度的演变特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 浮力驱动下自然通风瞬态发展过程的理论模型 |
| 3.2.1 浮力驱动下自然通风过程热分层发展一般模型 |
| 3.2.2 改进模型的可靠性验证 |
| 3.2.3 与现有理论模型预测精度的比较 |
| 3.3 浮力驱动下自然通风瞬态发展过程的热力学参数分析 |
| 3.3.1 无量纲热分层界面高度 |
| 3.3.2 热浮升力 |
| 3.3.3 热分层温度 |
| 3.3.4 通风量 |
| 3.4 浮力驱动下散发类高温细颗粒物浓度的演变特性 |
| 3.4.1 浮力驱动下通风室内颗粒物浓度的演变模型 |
| 3.4.2 不同热分层内颗粒物浓度演化过程分析 |
| 3.4.3 污染源强度对颗粒物浓度演化的影响 |
| 3.4.4 两种预测模型下平均颗粒物浓度的对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 热工艺伴生散发类工艺异形颗粒在呼吸道内沉积的动力学特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 散发类高温微细颗粒的物化特性 |
| 4.2.1 粉尘的采集及表征方法 |
| 4.2.2 金属颗粒物的物化特性 |
| 4.3 非球形颗粒在呼吸道内沉积数值模型及方法验证 |
| 4.3.1 物理模型及边界条件 |
| 4.3.2 气固两相流运动模型 |
| 4.3.3 主要物理参数计算方法 |
| 4.3.4 粉尘颗粒的几何参数及计算数量确定 |
| 4.3.5 数值求解方法与网格独立性检测 |
| 4.3.6 数值模型的验证 |
| 4.4 颗粒形状对其在呼吸道内沉积特性的影响 |
| 4.4.1 颗粒形状对其运动与沉积率的影响 |
| 4.4.2 颗粒形状对其局部沉积模式的影响 |
| 4.5 工艺异形颗粒在呼吸道内沉积的动力学特性 |
| 4.5.1 椭球颗粒在呼吸道内沉积的动力学特性 |
| 4.5.2 柱/片状颗粒在呼吸道内沉积的动力学特性 |
| 4.5.3 长方体颗粒在呼吸道内沉积的动力学特性 |
| 4.5.4 棱锥形颗粒在呼吸道内沉积的动力学特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 热工艺伴生散发类工艺球形颗粒在阻塞型呼吸道内传输与沉积特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 现场颗粒物浓度测试分析 |
| 5.2.1 测试方法 |
| 5.2.2 现场颗粒物质量浓度测试结果 |
| 5.2.3 人体颗粒物呼吸暴露风险 |
| 5.3 阻塞型呼吸道内颗粒物沉积的CFD-DPM数值模型 |
| 5.3.1 呼吸道物理模型 |
| 5.3.2 数值方法与计算条件确定 |
| 5.3.3 数值方法验证 |
| 5.4 球形颗粒在阻塞型呼吸道内运动规律与沉积特性 |
| 5.4.1 阻塞型呼吸道内流场分布 |
| 5.4.2 球形颗粒在阻塞型呼吸道内沉积形式 |
| 5.4.3 球形颗粒在阻塞型呼吸道内沉积分布与机制 |
| 5.4.4 呼吸道内颗粒物的总沉积率 |
| 5.5 重力作用下球形颗粒在阻塞型呼吸道内沉积率的理论预测模型 |
| 5.5.1 研究工况 |
| 5.5.2 呼吸道变形对球形颗粒沉积特性的影响 |
| 5.5.3 颗粒沉积率与相关参数之间的关系 |
| 5.5.4 阻塞型呼吸道内球形颗粒沉积率的一般预测模型 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 攻读博士学位期间完成的研究成果 |
| 致谢 |
（5）燃料轴向分级燃烧污染物排放及其交叉射流火焰特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 燃料轴向分级燃烧技术的研究现状 |
| 1.2.1 燃料轴向分级燃烧的反应动力学研究 |
| 1.2.2 燃料轴向分级燃烧的污染物排放特性研究 |
| 1.2.3 二级燃烧区的火焰及流动特征研究 |
| 1.2.4 燃料轴向分级燃烧技术的应用现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 燃料轴向分级燃烧的化学反应器网络模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 燃料轴向分级燃烧的CRN模型 |
| 2.3 CRN模型校验 |
| 2.3.1 CRN模型的实验验证 |
| 2.3.2 NO_x生成路径分析方法及验证 |
| 2.4 CRN模拟结果及分析 |
| 2.4.1 燃料分配的影响 |
| 2.4.2 停留时间分配的影响 |
| 2.4.3 二级射流与烟气掺混程度的影响 |
| 2.4.4 壁面热损失的影响 |
| 2.4.5 进气温度的影响 |
| 2.4.6 压力的影响 |
| 2.4.7 模拟燃机工况下的NO_x减排潜力 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 燃料轴向分级燃烧污染物排放实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验平台及方法 |
| 3.2.1 实验平台 |
| 3.2.2 测量方法 |
| 3.2.3 实验流程 |
| 3.2.4 实验工况 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 单级模式下污染物排放特性 |
| 3.3.2 燃料轴向分配比例的影响 |
| 3.3.3 一、二级当量比的影响 |
| 3.3.4 二级喷嘴射流速度的影响 |
| 3.3.5 燃料轴向分级燃烧方案排放特性对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 燃料轴向分级燃烧交叉射流火焰特性的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验工况 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 二级燃烧区火焰图像分析 |
| 4.3.2 OH~*测量结果及分析 |
| 4.3.3 OH-PLIF测量结果及分析 |
| 4.3.4 实验结果的模拟分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 交叉射流火焰数值模拟方法及验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模拟方法简介 |
| 5.2.1 控制方程组的封闭 |
| 5.2.2 湍流模型简介 |
| 5.2.3 燃烧模型简介 |
| 5.3 交叉射流流场的冷态模拟及验证 |
| 5.3.1 几何模型及边界条件 |
| 5.3.2 RANS方法的验证 |
| 5.3.3 SAS和 WMLES模拟的验证 |
| 5.4 交叉射流火焰的热态模拟及验证 |
| 5.4.1 几何模型、网格及边界条件 |
| 5.4.2 迹线及速度场分布验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 交叉射流火焰数值模拟及分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 JIC火焰的瞬态结果分析 |
| 6.2.1 冷、热态流场涡结构对比 |
| 6.2.2 迎、背风侧的瞬态火焰特征 |
| 6.3 JIC火焰的时均结果分析 |
| 6.3.1 冷态射流中心迹线上的标量衰减特征 |
| 6.3.2 燃烧反应对JIC流场的影响 |
| 6.3.3 JIC流场的壁温分布 |
| 6.4 进口燃料分布对JIC流场的影响 |
| 6.5 JIC流场掺混均匀性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）泡沫及缝隙结构的对流—辐射高温耦合传热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 泡沫结构内对流换热及热辐射传输研究现状 |
| 1.2.1 泡沫结构内对流换热特性研究 |
| 1.2.2 泡沫结构内热辐射传输研究 |
| 1.3 泡沫结构内对流-辐射高温耦合传热研究现状 |
| 1.3.1 连续尺度研究 |
| 1.3.2 孔隙尺度研究 |
| 1.4 缝隙结构的高速流动及耦合传热研究现状 |
| 1.4.1 缝隙结构的高速流动特性研究 |
| 1.4.2 缝隙结构的流-固耦合传热特性研究 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 泡沫结构内对流-辐射耦合传热的孔隙尺度分析方法 |
| 2.1 泡沫结构内对流-辐射耦合传热控制方程 |
| 2.1.1 物理模型 |
| 2.1.2 孔隙尺度几何建模 |
| 2.1.3 孔隙尺度求解方法的控制方程 |
| 2.1.4 连续尺度求解方法的控制方程 |
| 2.2 非规则区域内辐射源项计算方法 |
| 2.2.1 混合网格模型 |
| 2.2.2 辐射源项转换及耦合流程 |
| 2.3 数值模拟的可靠性验证 |
| 2.3.1 基于孔隙尺度对流换热模拟验证 |
| 2.3.2 热辐射传输求解验证 |
| 2.4 孔隙尺度传热特性分析 |
| 2.4.1 计算模型及求解方法 |
| 2.4.2 孔尺度流场特征分析 |
| 2.4.3 辐射热效应的影响 |
| 2.4.4 局部超高温区域连续尺度求解方法的检验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 泡沫结构内高温耦合传热的双尺度分析 |
| 3.1 泡沫结构内对流-辐射耦合传热的双尺度分析方法 |
| 3.1.1 物理模型 |
| 3.1.2 孔隙尺度与连续尺度的入射辐射模拟 |
| 3.1.3 双尺度分析方法 |
| 3.2 双尺度分析模块及求解方法 |
| 3.2.1 计算模型及求解方法 |
| 3.2.2 数值验证 |
| 3.3 流动及传热特性分析 |
| 3.3.1 入射辐射热流的吸收分布 |
| 3.3.2 流场分析 |
| 3.3.3 温度场分析 |
| 3.3.4 局部传热特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高超声速飞行器前置泡沫结构的高温耦合传热特性 |
| 4.1 耦合传热模型及数值计算方法 |
| 4.1.1 超声速气流冲击圆柱状泡沫结构模型 |
| 4.1.2 超声速气流冲击带泡沫减阻杆-固体钝形轮廓体模型 |
| 4.1.3 高速可压缩流动及传热控制方程 |
| 4.1.4 数值算法及验证 |
| 4.2 前置等径圆柱状泡沫结构的耦合传热特性 |
| 4.2.1 瞬态流场的发展特征 |
| 4.2.2 高速绕流下的泡沫结构高温传热特性分析 |
| 4.2.3 泡沫结构长度对前缘气动热效应的影响 |
| 4.3 前置泡沫减阻杆的钝形体高温耦合传热特性 |
| 4.3.1 泡沫减阻杆几何参数对激波阻力的影响 |
| 4.3.2 泡沫减阻杆的高速流场特性分析 |
| 4.3.3 泡沫减阻杆的高温耦合传热特性分析 |
| 4.3.4 泡沫减阻杆的气动力分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高速流场中缝隙结构的瞬态耦合传热特性 |
| 5.1 缝隙结构的全速域耦合传热模型及数值算法 |
| 5.1.1 缝隙结构及缝-腔结构模型 |
| 5.1.2 计算条件及热耦合模型 |
| 5.1.3 数值算法及验证 |
| 5.2 高速流场中局部缝隙结构的瞬态耦合传热特性 |
| 5.2.1 单纯缝隙结构的耦合传热特性 |
| 5.2.2 填充纤维多孔材料的缝隙结构耦合传热特性 |
| 5.2.3 两种典型缝-腔结构的热侵入特性对比 |
| 5.3 高速流场局部缝隙结构的耦合传热解耦分析 |
| 5.3.1 解耦计算模型 |
| 5.3.2 无密封条件下的解耦计算关联式 |
| 5.3.3 有密封条件下的解耦计算关联式 |
| 5.4 缝隙结构热侵入过程解耦分析方法的可靠性验证 |
| 5.4.1 数值验证 |
| 5.4.2 实验验证 |
| 5.5 基于解耦方法的缝-腔多区域结构热侵入特性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）过渡段内换热表面仿生扰流结构设计及冷却特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 能源的发展形势 |
| 1.1.2 燃气轮机的研发现状 |
| 1.2 燃气轮机内高温部件中冷却技术的研究 |
| 1.2.1 燃气轮机中冷却技术方案的研究现状 |
| 1.2.2 燃气轮机过渡段的研究现状 |
| 1.3 边界层理论的发展及应用现状 |
| 1.4 探讨解决燃气轮机热端部件冷却问题的新思路 |
| 1.4.1 冷却方式的复合设计与应用 |
| 1.4.2 仿生学解决工程问题的发展现状 |
| 1.5 本文研究目标与主要研究内容 |
| 第2章 射流冲击冷却的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 射流冲击冷却技术概述 |
| 2.1.2 射流冲击冷却的分类 |
| 2.2 CFD数值模拟理论基础 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 离散化 |
| 2.2.3 湍流的数值模拟 |
| 2.2.4 近壁面函数的处理方法 |
| 2.3 评价函数设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 燃气轮机过渡段数值模型建立及验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 燃气轮机过渡段数值模拟的有效率性验证 |
| 3.3 燃气轮机过渡段双腔室简化模型建立 |
| 3.3.1 燃气轮机过渡段模型简化需求 |
| 3.3.2 过渡段双腔室简化模型参数设定 |
| 3.3.3 网格无关性验证 |
| 3.4 单冲击冷却孔的双腔室简化模型热场流动特性分析 |
| 3.5 三个冲击冷却孔的双腔室简化模型热场流动特性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 仿长尾鲨鳃弓扰流结构提升冲击冷却效率的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 深海长尾鲨的呼吸作用原理 |
| 4.3 仿长尾鲨鳃弓扰流结构模型建立 |
| 4.3.1 带有仿长尾鲨鳃弓扰流结构的过渡段双腔室简化模型建立 |
| 4.3.2 带有仿长尾鲨鳃弓扰流结构的过渡段双腔室简化模型网格离散 |
| 4.4 带有仿鳃弓扰流结构冷却腔内冷却介质的热流场分析 |
| 4.5 带有仿鳃弓组扰流结构冷却腔内的冷却介质热流场分析 |
| 4.5.1 排布位置分析 |
| 4.5.2 尺寸设计参数分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 仿沙丘扰流结构提升冲击冷却效率的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新月形沙丘形貌形成原理及仿生特征 |
| 5.3 仿沙丘扰流结构模型建立 |
| 5.3.1 新月形沙丘表面的二维数学模型和仿沙丘肋式扰流模型建立 |
| 5.3.2 新月形沙丘表面的三维数学模型和仿新月形沙丘扰流模型建立 |
| 5.4 带有仿沙丘肋式扰流结构冷却腔内的冷却介质热流场分析 |
| 5.5 带有仿新月形沙丘扰流结构冷却腔内冷却介质的热流场分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 作者简介 |
| 发表的学术成果(按作者及出版时间排序) |
| 参加科研项目 |
| 致谢 |
（8）基于离散相荷电的气溶胶实时测量及深度净化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 离散相单极荷电特性及理论的研究进展 |
| 1.2.1 电晕荷电 |
| 1.2.2 感应荷电 |
| 1.3 离散相荷电在气溶胶测量中的研究现状 |
| 1.3.1 质量浓度测量 |
| 1.3.2 表面积浓度测量 |
| 1.4 离散相荷电在气溶胶净化中的研究现状 |
| 1.4.1 细颗粒物荷电主导的气溶胶净化 |
| 1.4.2 微米液滴荷电主导的气溶胶净化 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 微纳颗粒的单极荷电特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PM10电晕荷电特性及理论 |
| 2.2.1 无外电场下离子-颗粒碰撞荷电理论 |
| 2.2.2 无外电场下离子-颗粒碰撞荷电实验 |
| 2.2.3 外电场影响下的离子-颗粒碰撞荷电理论 |
| 2.2.4 外电场影响下的离子-颗粒碰撞荷电实验 |
| 2.3 微米液滴感应荷电特性及理论 |
| 2.3.1 感应荷电理论 |
| 2.3.2 感应荷电特性实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于颗粒扩散荷电的气溶胶实时测量方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 球状颗粒GSA浓度实时测量 |
| 3.2.1 理论模型及加权和法 |
| 3.2.2 仪器原型设计 |
| 3.2.3 实际模型仪器验证分析 |
| 3.2.4 电迁移率分析仪误差分析 |
| 3.2.5 单分散颗粒敏感性测量及加权结合 |
| 3.2.6 多分散颗粒实验验证及对比 |
| 3.3 非球形颗粒形貌在线测量 |
| 3.3.1 聚集体/烧结体理论 |
| 3.3.2 颗粒形貌在线识别实验装置 |
| 3.3.3 颗粒形貌特性结果分析 |
| 3.4 非球形颗粒质量/体积浓度实时测量 |
| 3.4.1 单颗粒质量测量 |
| 3.4.2 仪器敏感性测量 |
| 3.4.3 仪器敏感性参数关联 |
| 3.4.4 多分散颗粒验证及对比 |
| 3.5 非球形颗粒GSA浓度实时测量 |
| 3.5.1 聚集态颗粒理论表面积 |
| 3.5.2 仪器敏感性参数关联 |
| 3.5.3 多分散颗粒验证及对比 |
| 3.5.4 模型仪器的适用性条件 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于液滴感应荷电的蠕动流气溶胶净化特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 离散相间碰撞模型 |
| 4.2.1 单液滴碰撞模型 |
| 4.2.2 群液滴净化模型 |
| 4.3 模型参数对液滴-颗粒碰撞凝并的影响 |
| 4.3.1 单液滴捕集效率变化 |
| 4.3.2 群液滴捕集效率变化 |
| 4.4 颗粒亲湿性对液滴-颗粒凝并的影响 |
| 4.4.1 封闭式静态实验装置 |
| 4.4.2 盐颗粒-荷电液滴碰撞凝并 |
| 4.4.3 油颗粒-荷电液滴碰撞凝并 |
| 4.4.4 油盐气溶胶净化的综合对比 |
| 4.5 颗粒形貌对液滴-颗粒碰撞凝并的影响 |
| 4.5.1 聚集体产生装置 |
| 4.5.2 聚集体沉积特性及对比 |
| 4.6 荷电液滴与微米颗粒的碰撞凝并 |
| 4.6.1 微米颗粒产生及测量装置 |
| 4.6.2 微米颗粒沉积特性及对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于电晕/感应荷电的湍流气溶胶净化特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 湿法电净化实验装置及方法 |
| 5.2.1 实验系统 |
| 5.2.2 实验方法 |
| 5.3 气溶胶净化效率的影响因素 |
| 5.3.1 操作参数影响 |
| 5.3.2 气相温度影响 |
| 5.4 与电晕场强主导的湿法电除尘对比 |
| 5.4.1 湿法电除尘实验装置 |
| 5.4.2 实验结果对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 离散相同时荷电下湍流颗粒迁移及沉积模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模型方程与数值方法 |
| 6.2.1 控制方程 |
| 6.2.2 湍流模型 |
| 6.2.3 数值方法 |
| 6.2.4 模型验证 |
| 6.3 层流与湍流下颗粒迁移/碰撞概率对比 |
| 6.4 边界层稳定流动下湍流颗粒迁移及碰撞 |
| 6.4.1 湍流扩散作用影响 |
| 6.4.2 静电耦合作用影响 |
| 6.5 边界层分离流动下湍流颗粒迁移及碰撞 |
| 6.5.1 湍流扩散作用影响 |
| 6.5.2 静电耦合作用影响 |
| 6.6 单液滴及群液滴下湍流颗粒捕集效率 |
| 6.6.1 单液滴下颗粒捕集效率 |
| 6.6.2 群液滴下颗粒捕集效率 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）推进器扰动下热尾流浮升对水面红外特性的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 水下目标热尾流红外探测研究现状 |
| 1.2.1 热尾流浮升规律研究现状 |
| 1.2.2 射流理论在热尾流领域的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 推进器模型的制作与实验平台的改进 |
| 2.1 含有推进器模型的数据调研与结构设计 |
| 2.1.1 转子的调研与结构设计 |
| 2.1.2 导管的调研与结构设计 |
| 2.1.3 定子的调研与结构设计 |
| 2.2 潜艇实验模型的结构设计 |
| 2.2.1 可调电机驱动系统的设计 |
| 2.2.2 冷却水排放结构设计 |
| 2.3 实验模型的制作与平台的改造 |
| 2.3.1 模型的制作 |
| 2.3.2 实验平台的改造与调试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 含有推进器模型扰动的热尾流浮升水面流场观测实验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验准备及方案 |
| 3.2.1 实验方案与主要仪器 |
| 3.2.2 冷却水排放校正试验 |
| 3.2.3 实验具体步骤及工况设定 |
| 3.3 实验结果的后处理 |
| 3.3.1 后处理简介与步骤 |
| 3.3.2 实验结果 |
| 3.4 分析与结论 |
| 3.4.1 温差对水面流场的影响 |
| 3.4.2 模型转速对水面流场的影响 |
| 3.4.3 排水速率对水面流场的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含有推进器模型扰动的热尾流红外观测实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.2.1 实验方案与主要仪器 |
| 4.2.2 实验步骤与工况设定 |
| 4.2.3 热表皮对照观测试验 |
| 4.3 实验结果的后处理 |
| 4.3.1 后处理流程 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.3.3 无量纲参数定义 |
| 4.3.4 水面热信号随时间演化规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实尺度模型热尾流仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实尺度模型阻力特性仿真 |
| 5.2.1 基于实尺度模型阻力特性仿真验证 |
| 5.2.2 热尾流工况假设 |
| 5.3 实尺度下均匀水体热尾流浮升仿真 |
| 5.3.1 数值方法与工况设置 |
| 5.3.2 仿真结果与分析 |
| 5.4 实尺度下分层水体热尾流浮升仿真 |
| 5.4.1 数值模型的改进 |
| 5.4.2 实验工况的设定 |
| 5.4.3 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（10）大型间接空冷系统热力特性与空气侧流场优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 空冷散热器特性研究 |
| 1.2.2 间接空冷塔性能研究方法 |
| 1.2.3 间接空冷塔热力性能及空气动力场研究 |
| 1.2.4 间接空冷塔增效及防冻技术研究 |
| 1.2.5 三塔合一系统热力特性和烟气扩散研究 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 间接空冷系统热力特性的数学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 间接空冷系统数值计算模型 |
| 2.2.1 几何结构及尺寸 |
| 2.2.2 循环水系统网管流量分配模型 |
| 2.2.3 间接空冷塔通风散热的数学模型 |
| 2.2.4 数值计算域及网格划分 |
| 2.2.5 边界条件及计算方法 |
| 2.2.6 间接空冷塔与凝汽器的特性耦合 |
| 2.3 不同模型处理方法的对比与分析 |
| 2.4 模型验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 间接空冷系统热力特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同环境条件下间接空冷系统性能变化规律 |
| 3.2.1 环境风对间接空冷塔通风和散热的影响 |
| 3.2.2 环境温度对间接空冷塔通风和散热的影响 |
| 3.2.3 间接空冷系统热力参数随环境条件的变化关系 |
| 3.3 不同环境条件下空冷塔热力性能分析及理论建模 |
| 3.3.1 环境温度对空冷塔性能影响的理论分析 |
| 3.3.2 环境风速对空冷塔性能影响的理论分析 |
| 3.3.3 不同环境条件下空冷塔热力性能理论计算的流程 |
| 3.3.4 理论计算模型的验证与分析 |
| 3.4 三角散热器顶角对空冷塔热力性能的影响 |
| 3.4.1 针对散热器顶角变化的模型验证 |
| 3.4.2 散热器数量恒定时散热器顶角对空冷塔性能的影响 |
| 3.4.3 塔基直径恒定时散热器顶角对空冷塔性能的影响 |
| 3.4.4 散热器阻力特性对空冷塔性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 间接空冷系统空气场的优化组织 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 通过挡风墙优化组织散热器进气流场 |
| 4.2.1 挡风墙宽度和高度的影响 |
| 4.2.2 挡风墙数量的影响 |
| 4.2.3 挡风墙旋转的影响 |
| 4.2.4 挡风墙旋转的优化布置 |
| 4.3 通过扇区调度优化组织散热器进气流场 |
| 4.3.1 扇区切除后循环水流量再分配的结果 |
| 4.3.2 侧面扇区切除后空冷塔热力性能的变化 |
| 4.3.3 迎风扇区切除后空冷塔热力性能的变化 |
| 4.4 通过可透风塔壳对塔内外流场重构 |
| 4.4.1 设计理念与作用机制 |
| 4.4.2 空冷塔漏风的模型处理 |
| 4.4.3 百叶窗全关时漏风作用对间接空冷系统性能的影响 |
| 4.4.4 漏风作用下可透风塔壳对间接空冷系统特性的改善效果 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 间接空冷系统喷雾预冷的增效研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 耦合液滴蒸发和空冷塔自然通风作用的综合数值模型 |
| 5.2.1 欧拉框架下的气相方程 |
| 5.2.2 拉格朗日框架下的液滴追踪方程 |
| 5.2.3 多计算域嵌套模拟的方法 |
| 5.2.4 液滴蒸发和空冷塔自然通风作用的耦合计算程序 |
| 5.2.5 模型与方法的验证 |
| 5.3 间接空冷系统喷雾预冷效果分析 |
| 5.3.1 喷雾条件对空冷塔通风和散热的影响 |
| 5.3.2 不同喷雾条件下液滴的蒸发特性 |
| 5.3.3 环境条件对喷雾预冷效果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 三塔合一系统热力特性及烟气扩散特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三塔合一系统热力特性及烟气扩散特性 |
| 6.2.1 三塔合一系统结构布置 |
| 6.2.2 三塔合一系统数值模型的验证 |
| 6.2.3 内置排烟对空冷塔热力特性的影响及塔内烟气扩散规律 |
| 6.3 空冷塔内部流场重构对三塔合一系统性能的影响 |
| 6.3.1 三塔合一系统塔内流场重构策略 |
| 6.3.2 空冷塔通风和散热性能的变化 |
| 6.3.3 烟气塔内抬升扩散特性的变化 |
| 6.3.4 烟气塔外抬升扩散特性的变化 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文的主要工作与结论 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 论文进一步研究方向 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
四、温差射流中热绕流现象的数值模拟（论文参考文献）
- [1]低气压条件下建筑室内热风供暖气流流动特性研究[D]. 宋洁. 西安建筑科技大学, 2021
- [2]基于移动场冲击射流的钢化玻璃传热特性研究[D]. 吴逸君. 常州大学, 2021(01)
- [3]负浮力射流流动行为及其在热分层水箱中的掺混特性研究[D]. 李琼. 云南师范大学, 2021(09)
- [4]热工艺伴生散发类高温细颗粒的迁移规律及其在呼吸道沉积特性研究[D]. 庄加玮. 东华大学, 2021
- [5]燃料轴向分级燃烧污染物排放及其交叉射流火焰特性研究[D]. 郑祥龙. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(01)
- [6]泡沫及缝隙结构的对流—辐射高温耦合传热特性研究[D]. 李振环. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]过渡段内换热表面仿生扰流结构设计及冷却特性研究[D]. 郭昊添. 吉林大学, 2020(08)
- [8]基于离散相荷电的气溶胶实时测量及深度净化研究[D]. 苏利鹏. 哈尔滨工业大学, 2020
- [9]推进器扰动下热尾流浮升对水面红外特性的影响研究[D]. 高继鹏. 哈尔滨工业大学, 2020
- [10]大型间接空冷系统热力特性与空气侧流场优化研究[D]. 马欢. 东南大学, 2020(01)