微、纳米尺度下基于构形理论的树状圆盘整体导热性能优化

基于构形理论,以(火积)耗散率最小为优化目标,在微、纳米尺度下对树状圆盘导热问题进行构形优化,得到整体导热性能最优的树状圆盘最优构形.结果表明:在微、纳米尺度下,尺寸效应影响下的树状圆盘构造体最优构形与无尺寸效应影响时的树状圆盘构造体最优构形有明显区别.存在高导热材料最佳单元体占比使得树状圆盘无量纲平均传热温差取得最小值.对于3种结构形式(nn、nb和bb)的树状圆盘,其无量纲临界半径分别为1.16、1.45和1.75.当树状圆盘半径大于临界半径时,圆盘高导热材料需采用树状布置,反之则采用辐射状布置.基于(火积)耗散率最小的树状圆盘导热构形优化能够降低圆盘构造体的平均传热温差,提高其整体传热性能.     

构形树状小通道内的流动沸腾换热特性

本文建立了构形树状小通道内流动沸腾换热模型,数值研究了树状通道网络内的流动沸腾换热特性,并与具有相同换热面积、入口直径的蛇形通道就泵功消耗、流动沸腾压降、通道温度变化和热有效性等指标进行了性能对比分析。研究表明,与蛇形通道相比,构形通道具有流动沸腾压降、泵功消耗小的优势,且其温度均匀性、热有效性也均优于蛇形通道。当热流密度为20 W/cm~2时,构形树状通道内流体的泵功消耗约为蛇形通道的一半,其热有效性为蛇形通道的1.9倍。     

构形树状小通道热沉的传热分析

建立了恒受热面温度条件下构形树状小通道热沉中层流流动和换热的三维稳态模型,进行了数值求解,给出了热沉的流动压降、温度分布和热有效性,并与蛇形通道热沉进行了比较。研究结果表明,构形树状结构有效分散了冷却流体,强化了流动换热;与蛇形通道相比,构形树状通道不仅具有压降小的优势,而且其热有效性也远高于蛇形通道。     

汽液两相混合物的加速与激波的热力学分析

本文分析了单相流和两相流通过喷管实现超音速流动的过程,建立数学模型并求解了两相流动在流道内加速至超音速的过程和超音速两相流动产生激波前后的热力学参数,得出了两相流动激波前后在不同升压比下参数的变化,两相流动激波前后的最高升压比与波前马赫数的关系式,分析了激波前后的熵产和 损。     

光学仪器结构设计的CAD系统

本文介绍了在AutoCAD软体平台上用AutoLISP语言开发集参数化二维图形设计和有限元建模为一体的光学仪器结构设计CAD系统的方法。标准零件在数据库中以参数化图块的形式存储,典型部件则采用参数化拼解法以图形文件的形式存储,整个数据库服从树状结构。     

远程热输运管路对发热体表面温度影响的实验研究

本文对被动式相变冷却系统中远程蒸汽热输运管路对发热体表面温度的影响进行了实验研究。通过研究发现发热体的发热功率、蒸汽管路的几何尺寸、倾斜角度等参数对发热体表面的温度有很大的影响。在本文的实验范围内,为了降低发热体表面的温度,应尽量减小蒸汽的流动阻力,即减小蒸汽管路的长度和管径,增加其倾斜角度。在实际的冷却系统设计过程中,应系统地考虑这些因素的影响,从而更好地优化冷却系统的设计。     

百叶窗翅片管传热流动特性数值模拟与优化设计

本文通过数值模拟的方法探究了百叶窗翅片开窗角度α、开窗宽度L_w对翅片管传热流动性能的影响,结果表明,平均Nu数在33.45～43.41之间变化,阻力系数f在1.13～2.44之间变化。结合神经网络训练及遗传算法,选取了开窗角度α、开窗宽度L_w以及翅片间距L_p为优化参数,设计综合性能最优的百叶窗翅片结构。遗传算法优化后得到的翅片管(开窗角度为24.40°,开窗宽度为1.21 mm,翅片间距为1.43 mm)其平均Nu数为39.01,f为1.61。     

微细板翅与烧结多孔结构中对流换热实验研究

本文对水和空气流过4个微细板翅结构和1个烧结多孔结构中的对流换热进行了实验研究,并对其流动与对流换热性能进行了分析和比较。结果表明:在本文实验参数范围内,与空槽道相比,这4种微细板翅结构分别使水的对流换热系数增加10—24倍,分别使空气的对流换热增强了16~40倍;与相同孔隙率的烧结多孔结构相比,微细板翅结构中的流动阻力相近,而对流换热系数却增大。存在最优的微细板翅结构,其换热性能大大强于烧结多孔结构,而流动阻力更小。     

基于水平集方法的二维Stokes多工况流动的拓扑优化

本文采用水平集方法进行了多工况条件下Stokes流动问题的拓扑优化,研究了进出口边界变化对流体拓扑优化结果的影响。在拓扑优化过程中,采用无需样条参数化的重新网格划分方法来实现物理场和水平集类方程交替求解。以最小能量耗散为目标,通过对三工况条件下流动通道的拓扑优化设计,表明多工况条件下的流动拓扑优化比单工况条件下获得的拓扑优化设计结果更为合理。     

基于水平集方法的二维Stokes多工况流动的拓扑优化EI北大核心CSCD

本文采用水平集方法进行了多工况条件下Stokes流动问题的拓扑优化,研究了进出口边界变化对流体拓扑优化结果的影响。在拓扑优化过程中,采用无需样条参数化的重新网格划分方法来实现物理场和水平集类方程交替求解。以最小能量耗散为目标,通过对三工况条件下流动通道的拓扑优化设计,表明多工况条件下的流动拓扑优化比单工况条件下获得的拓扑优化设计结果更为合理。     

光电检测系统的带宽选择

本文分析光电检测系统的带宽与系统响应时间及信噪比之间的关系。提出在方案设计时根据所要求的响应时间和最佳信噪比初步确定带宽的方法。     

工质变比热对不可逆Otto循环性能的影响

用有限时间热力学的方法分析空气标准Otto循环,由数值计算给出了存在不可逆损失和工质变比热时循环功率与压缩比、效率与压缩比以及功率和效率的特性关系,分析了工质变比热对不可逆Otto循环性能的影响特点,通过分析可知工质变比热特性对不可逆Otto循环性能有较大影响,在实际循环分析中应该予以考虑,本文所得结果对实际内燃机的设计有一定的指导意义。     

湍流大气中哈特曼传感器的模式波前复原误差II

 分别采用Zernike和Karhunen-Loeve两种模式波前复原法,分析了在子孔径斜率测量噪声影响下,哈特曼传感器对大气湍流畸变波前的模式复原误差与模式复原阶数等的关系。发现最优模式复原阶数主要与哈特曼传感器的子孔径斜率探测信噪比有关。分析了一个哈特曼传感器对实际大气湍流畸变波前的测量结果,给出了确定传感器测量噪声的方法。     

斯特林热机的基本优化关系及功率和效率界限

1前言近年来,有些学者应用有限时间热力学研究斯特林热机的优化性能,获得一些比经典热力学界限更有意义的新性能界限。但至今为数还较少,应继续开展研究。特别是有人提出“21世纪是斯特林热机的世纪’巾一］。本文将进一步研究受热阻、热漏和回热损失三种主要不可逆因素影响的斯特林热机的优化性能,导出热机的基本优化关系及功率和效率界限。结果表明,热漏的存在使斯特林热机的优化性能与无热漏时的有质的差异,而在热阻和回热损失的基础上再考虑热漏的影响,其结果将可反映出实际热机观测性能的主要特征【’,‘］,从而对实际更有指…     

固液相变过程最优控制数学定解分析及其算法

本文应用分布参数系统控制理论,采用变分法系统地分析,导出了二维固液相变传热过程最优控制问题的数学 定解条件,提出模型离散和数值求解方法,对共轭梯度最优控制算法进行适应性分析。     

THE n-p MASS RATIO IN QCD SUM RULES

The QCD sum rules for the proton. mass,the n-p mass ratio and the optimal observation point are analysed, which can greatly improve the precision of the theoretical results. If we take =

and m_u/(m_u+m_d)-=0.35 which agree with the values from SVZ and current algebra^[1,2],we obtain M_p=935.86MeV and M_p/M_n=0.99871 which coincide quite well with experimental values.The isospin behavior of light quarks is investigated. It shows that the isospin symmetry of the light quark condensates is very good up to the low-energy region (about 500MeV),and that the n-p mass difference can be originated from the u-and d-quark mass differences.     

沿传输方向掺杂浓度渐变掺铒光纤放大器的研究

本文在分析了均匀掺杂分布式掺饵光纤放大器的基础上,提出了沿传输方向掺杂浓度线性单调下降(单变),和线性降升结合(两变)的两种渐变型分布式掺饵光纤放大器,并用传输方程研究和比较了透明传输和最佳掺杂浓度下,均匀、单变和两变型三种放大器中的信号和噪音的传输特性及放大器的噪音指数、信噪比、临界泵浦功能和最佳泵浦周期等特性.     

相控阵超声热疗场共轭直接合成的模式优化研究

对多阵元超声热疗声场进行模式优化研究.在对空间声场提出合理的优化目标函数后,提出了两种优化算法进行全局寻优:一种是遗传算法构造的声场模式控制算法;另一种是特征向量算法.用遗传算法和特征向量算法对声场控制模式控制的仿真研究表明:能达到声场控制模式优化的目标,而遗传算法比特征向量算法具有更多特征优势. 关键词： 优化 遗传算法 超声相控阵 热疗     

Constructal Optimization of Rectangular Microchannel Heat Sink with Porous Medium for Entropy Generation Minimization

A model of rectangular microchannel heat sink (MCHS) with porous medium (PM) is developed. Aspect ratio of heat sink (HS) cell and length-width ratio of HS are optimized by numerical simulation method for entropy generation minimization (EGM) according to constructal theory. The effects of inlet Reynolds number (Re) of coolant, heat flux on bottom, porosity and volume proportion of PM on dimensionless entropy generation rate (DEGR) are analyzed. From the results, there are optimal aspect ratios to minimize DEGR. Given the initial condition, DEGR is 33.10% lower than its initial value after the aspect ratio is optimized. With the increase of Re, the optimal aspect ratio declines, and the minimum DEGR drops as well. DEGR gets larger and the optimal aspect ratio remains constant with the increasing of heat flux on bottom. For the different volume proportion of PM, the optimal aspect ratios are diverse, but the minimum DEGR almost stays unchanged. The twice minimized DEGR, which results from aspect ratio and length-width ratio optimized simultaneously, is 10.70% lower than the once minimized DEGR. For a rectangular bottom, a lower DEGR can be reached by choosing the proper direction of fluid flow.     

风力发电机叶轮的数值优化设计法

１引言目前，在风力机叶轮的气动设计方面，还没有其系统的设计模型和方法，只有一些针对某一方面的模型，这些模型还无法规纳成一套可靠的系统的设计模型［１］，Ｇｏｕｒｉｅｒｅｓ在他的风力机设计理论的书中也只能介绍几种简化的有关设计模型［２］。所用的设计方法主要还是以经验设计为主，不是全面系统地考虑叶轮的各种影响因素，如Ｈａｂａｌｉ［３］在他的设计工作中主要考虑了叶片翼型对叶轮运行的气动作用，ＶＯｕｔｓｉｎａｓ［４］只是对偏航工况下叶轮的气动特性及操作进行了分析研究，文献［５］也仅对叶轮功率等气动特性进行…