竖直平板嵌入非Darcy多孔介质时,数值研究流过平板的不稳定MHD自然对流中的Dufour和Soret效应

就竖直平板嵌入非Darcy多孔介质中,导电流体流过平板时作不稳定的二维磁流体(MHD)双扩散对流,数值研究了Dufour和Soret效应对流动的影响.用Crank-Nicolson型的隐式有限差分法,按三对角矩阵处理,求解无量纲的非线性控制方程.详细地研究了问题中出现的各种参数对不稳定无量纲的速度、温度和浓度曲线的影响.进一步地,给出并分析了表面摩擦因数、Nus-selt数和Sherwood数随时间的变化.研究结果表明,不稳定速度、温度和浓度分布曲线,受Dufour和Soret的影响十分显著.随着Dufour数的增加或者Soret数的减小,表面摩擦因数和Sherwood数都在减小,而Nusselt数在增加.研究发现,当磁场参数增加时,边界层中的速度和温度在减小.     

粘性导电流体在磁场作用下流过多孔通道时传热传质振荡流的数值解——用于病理状态动脉中血液的流动

当血管内壁出现多孔性结构时,流过多孔性血管的血液将作不稳定的MHD流动.研究血液在其中的传热传质问题,考虑了与时间相关的渗透率和振荡引起的吸入速度,并数值地求解该问题.对分析中出现的参数取不同数值时,图形给出了速度、温度、浓度场,以及表面摩擦因数、Nusselt数和Sherwood数的计算结果.研究表明,血液流动受磁场和Grashof数的影响明显.     

可渗透收缩薄膜引起的三维

研究可渗透收缩薄膜上的不稳定粘性流动.通过相似变换得到相似方程.在不同的不稳定参数、质量吸入参数、收缩参数、Prandtl数下,数值地求解相似方程,得到速度和温度的分布,以及表面摩擦因数和Nusselt数等.结果发现,与不稳定的伸展薄膜不同,在质量吸入参数和不稳定参数的某一范围内,可渗透收缩薄膜上的不稳定流动存在双重解.     

多孔饱和矩形管中粘性随温度变化对熵产、热和流体流动的影响

研究了充填流体-饱和多孔介质的矩形管中,随温度变化的粘性对充分发展强迫对流的影响.采用Darcy流动模型并假设粘性-温度为倒线性关系.管壁视为均匀热通量,即Kays和Craw-ford称为的H边界条件.当流体粘性随温度升高而降低时,管壁的Nusselt数增大.求解速度和温度分布时,利用热力学第二定律求解了局部平均熵产率.根据Brinkman数、Péclet数、粘性变化数、无量纲管壁热通量和管道截面宽高比,给出了熵产率、Bejan数、传热不可逆性和流体流动不可逆性的表达式.这些表达式是该类问题参数研究的基础.可以看出,当管道截面宽高比的增大使熵产率减小时,方形管中流动产生的熵大于矩形管,这类似于Ratts和Raut研究的明流(clear flow)情况.     

微极液体在两个多孔圆盘间的MHD流动及其热传导

两个平行的无限大多孔圆盘,圆盘表面有均匀注入时,数值地研究圆盘间不可压缩导电微极流体,在横向外加磁场作用下的轴对称稳定层流.运用von Krmn的相似变换,将非线性运动的控制方程转化为无量纲形式.使用基于有限差分格式的算法,在相应的边界条件下,求解简化后耦合的常微分方程组.讨论Reynolds数、磁场参数、微极参数和Prandtl数,对流动速度和温度分布的影响.在特殊情况下,所得结果与已有文献的工作有着很好的一致性.研究表明,圆盘表面的传热率随着Rynolds数、磁场参数和Prandtl数的增加而增加;剪切应力随着注入的增加而减少,但它随着外部磁场的加强而增加.和Newton流体相比较,微极流体的剪切应力因素较弱,有利于聚合体加工过程中流动和温度的控制.     

在有一级化学反应时粘弹性流体流经无限竖直多孔平板时的边界层流动

在有一级化学反应时,研究不可压缩的粘弹性流体,在竖直多孔连续运动平板上的不稳定自然对流.控制方程用隐式有限差分法进行数值求解.与解析解的结果比较,证明所选用的数值方法有效.详细图示了速度分布的数值结果.研究了粘弹性参数、无量纲化学反应参数和平板运动速度,对稳定的速度分布、与时间相关的摩擦因数、Nusselt数和Sherwood数的影响.     

粘性耗散和热源对含尘流体在不稳定伸展面上流动及其传热的影响

研究含尘流体在不稳定伸展面上,作水动力学边界层流动及其热交换问题.研究中计及摩擦生热(粘性耗散)和内部发热或吸热的影响.应用适当的相似变换,将控制流动和热交换的基本方程组,变成一组非线性的常微分方程.利用Runge-Kutta-Fehlberg-45格式对变换后的方程进行数值求解.按发热进程分两种不同情况分析:VWT(变壁面温度)和VHF(变热通量).物理参数,如像磁场参数、流(体)-固(体微粒)的相互作用参数、不稳定参数、Prandtl数、Eckert数、含尘微粒的数量密度以及热源/汇参数,分别绘出这些物理参数变化时的速度和温度分布曲线;同时,列表和讨论了对壁面温度梯度函数和壁面温度函数的影响.     

在有热源/热汇的竖直通道中作混合对流时的第3类边界条件

在竖向平行板通道中,研究粘性耗散和热源/热汇对充分发展的混合层状对流的影响.平板与外部流体进行了热交换,考虑了两种边界条件:与外部流体的参考温度相同的和不相同的.首先,数值地求解Brinkman数或Grashof数可以忽略的简单情况,然后,运用摄动级数法分析有热源/热汇存在时,浮力和粘性耗散对流动的组合影响,并证明摄动参数不大时是有效的.为了放宽摄动参数的使用条件,运用4阶Runge-Kutta打靶法,求解速度和温度场,对平板处的速度、温度、表面摩擦和Nusselt数进行数值讨论并绘出图形.     

非Darcy多孔介质中的非线性对流

利用温度-浓度-密度关系,研究非Darcy多孔介质中的自由对流问题.对于不同的惯性参数、传递参数、Rayleigh数、Lewis数、Soret数和Dufour数,分析了非线性温度参数和浓度参数对非线性对流的影响.浮力对对流起着辅助的附加作用,当惯性作用不计时,切向速度随着非线性温度和浓度的增加而急剧地增加.然而,当惯性效应不为0时,非线性温度和浓度对切向速度的影响是有限的.对两个传递参数、惯性影响参数以及控制非线性温度和浓度的其他参数,取不同的数值时,浓度分布有点儿变化,并在不同的范围内传播.随着非线性温度和浓度的增加,传热/传质在很大的范围内变化,这取决于是Dacry多孔介质,还是非Darcy多孔介质.当所有的影响(惯性的影响、两个传递系数的影响、Soret和Dufour的影响)同时为0/不为0,在非线性温度/浓度参数以及浮力的共同作用下,分析了传热/传质的变化.发现在Darcy多孔介质中,温度和浓度以及它们的交叉扩散,对传热/传质的影响,要比非Darcy多孔介质要大.发现了浮力的负面作用,随着非线性温度系数的增加,传热/传质率是提高的,而随着非线性浓度系数的增加,传热/传质率是下降的.     

可渗透收缩薄膜引起的三维不稳定边界层流动

研究可渗透收缩薄膜上的不稳定粘性流动．通过相似变换得到相似方程．在不同的不稳定参数、质量吸入参数、收缩参数、Prandtl数下,数值地求解相似方程,得到速度和温度的分布,以及表面摩擦因数和Nusselt数等．结果发现,与不稳定的伸展薄膜不同,在质量吸入参数和不稳定参数的某一范围内,可渗透收缩薄膜上的不稳定流动存在双重解．     

热辐射对粘性流体流过多孔非线性收缩平面时的MHD流动和热传导的影响

研究热辐射对多孔非线性收缩平面上磁流体动力学(MHD)流动和热传导的影响.假设收缩平面的速度和横向磁场,按离原点距离的幂函数而变化;又假设粘性按与其有关的温度的反函数变化,热传导率按温度的线性函数变化.通过广义相似变换,将偏微分方程的控制方程,简化为耦合的非线性常微分方程,然后通过有限差分法进行数值求解.在不同的参数取值下,得到速度和温度分布,以及多孔平面上表面摩擦因数和热传导率的数值结果.     

放/吸热流体在两个充满多孔材料的竖直平行板之间作不稳定的自然对流

在一个由两块无限竖直平行板组成的管道中,充满着多孔的介质材料,使用Darcy模型(Brinkman模型的推广)的动量方程,连同能量方程,计算不可压缩、粘性、放/吸热流体在该管道中的不稳定自然对流,即Couette流动.流动是由于边界平板有不对称的加热,以及作加速运动所引起.选用合理的无量纲参数,对控制方程进行简化,通过Laplace变换进行解析求解,得到闭式的速度和温度分布曲线解,随后导出表面摩擦力和传热率.发现在竖直管道中的不同剖面,流体的流动及温度分布曲线随着时间而增加,且在运动平板附近更高.特别是,流体的速度和温度随着平板间距的增加而增加,但是,表面摩擦力和热传导率随着平板间距的增加而减小.     

多物理场中不同结构特征FCI的力学行为分析

流道插件（FCI）是ITER中包层模块的重要部件,起到电绝缘和热绝缘的作用,FCI的力学行为是对复杂的磁-热-流-固多物理场共同作用的响应.将有限体积法和有限元方法相结合,对包层流道中的流场、温度场以及FCI的应力应变场进行求解,分析了磁场效应对结构的影响,以及不同FCI壁厚和间隙流宽度等结构特征对包层的影响.计算结果表明,强磁场虽然会产生较强的MHD效应,但可以降低第一壁温度和FCI结构热应力;较厚的FCI可以降低第一壁上的最高温度,但也会增加FCI上的温度梯度和热应力;而较宽的间隙有利于降低第一壁上的最高温度,但会增加FCI的最大Mises应力.     

微极流体薄膜层通过以滑移速度移动的可渗透无限平板时流体特性变化和热辐射对流动和热传导的影响

微极流体薄膜层通过按滑移速度移动的可渗透无限竖直平板时,研究热辐射对混合对流薄膜层流动和热传导的影响.假定流体粘度和热传导率变化是温度的一个函数.对一些典型的可变参数值,应用Chebyshev谱方法,数值求解流动的控制方程.将所得结果与已发表文献的结果进行比较,结果是一致的.绘出并讨论了可变参数对速度、微旋转速度、温度分布曲线、表面摩擦因数和Nusselt数的影响.     

高超声速飞行器热防护材料与结构的研究进展

高超声速飞行器是航空航天的一个重要发展方向,在未来国防安全中起着重要作用．高超声速飞行器热防护材料与结构是高超声速飞行器设计与制造的关键技术之一,它关系到飞行器的安全．高超声速飞行器热防护材料与结构主要有金属TPS热防护系统、超高温陶瓷、C/C复合材料等．从材料制备、抗氧化、力学与物理性能表征等方面综述了热防护材料与结构的研究与应用现状,评述了其发展趋势．     

Measurement of the thermoelectric power of lead sulphide

The thermoelectric power of natural specimens of lead sulphide crystals has been measured between room temperature and 700° K. Specimens which are of then-type remain as such throughout the temperature range. Thep-type specimens, however, show an initial small rise followed by a gradual decrease and a subsequent change of sign ata temperature which, in some specimens, is well defined. Further increase of temperature results in a negative extremum. From this stage onwards there seems to develop a common behaviour for both types of specimens. Some crystals which were initially of thep-type changed over to then-type and remained as such throughout subsequent investigation. Among the crystals one showed a metallic conduction and an extraordinary large thermoelectric power.     

Thermal-mechanical vibration and instability of a fluid-conveying single-walled carbon nanotube embedded in an elastic medium based on nonlocal elasticity theory

Based on the theories of thermal elasticity mechanics and nonlocal elasticity, an elastic Bernoulli-Euler beam model is developed for thermal-mechanical vibration and buckling instability of a single-walled carbon nanotube (SWCNT) conveying fluid and resting on an elastic medium. The finite element method is adopted to obtain the numerical solutions to the model. The effects of temperature change, nonlocal parameter and elastic medium constant on the vibration frequency and buckling instability of SWCNT conveying fluid are investigated. It can be concluded that at low or room temperature, the fundamental natural frequency and critical flow velocity for the SWCNT increase as the temperature change increases, on the other hand, while at high temperature the fundamental natural frequency and critical flow velocity decrease as the temperature change increases. The fundamental natural frequency for the SWCNT decreases as the nonlocal parameter increases, both the fundamental natural frequency and critical flow velocity increase as elastic medium constant increases.     

Monitoring the temperature of a direct contact membrane distillation

This paper deals with the heat transfer monitoring occurring within an inaccessible membrane distillation system. The membrane separates heated sea water and filtered cooled drinkable water. By adjusting the temperature of the incoming heated sea water and knowing its temperature distribution, engineers can keep its temperature within its best operating parameters and avoid hot spots to form. This would help prolong its life cycle and minimize the cost of the distillation process. In particular, we show that an external observation is enough to reconstruct the temperature of the membrane, which is considered as an unknown source term in a parabolic system.     

Analysis of viscoelastic fluid flow with temperature dependent properties in plane Couette flow and thin annuli

The steady state flow in very thin annuli has been studied analytically for the case where the annular gap is much smaller than the radius of the inner cylinder and for the outer cylinder rotating at constant angular speed and the inner cylinder at rest. The cylinders were subjected to two different thermal boundary conditions. The exponential effect of temperature on the relaxation time and the viscosity coefficient was accounted into the governing differential equations using Nahme’s law. Effects of viscous dissipation as well as εDe² (viscoelastic index for SPTT constitutive equation) on the dimensionless velocity and temperature profiles have been investigated. Results show that while the properties of the fluid depend on temperature, the velocity and temperature profiles are different compared to those obtained with constant physical properties. The Nahme–Griffith number increases whereas εDe² as a viscoelastic index decreases when temperature dependent physical properties are considered. In addition, the results indicate that the viscous dissipation has a sensible effect on heat transfer and the Nusselt number decreases with an increase in the Nahme–Griffith number.