逆流式自然通风冷却塔流场及热质交换的数值模拟

以双曲型逆流式自然通风冷却塔为典型的研究对象，建立“热态模型”，即建立塔内气，水流动以及热质交换问题的数学和物理模型，在贴体非正交曲线坐标网格上用有限体积法构造差分格式，并运用ＳＩＭＰＬＥ算法对冷却塔流场和温度场进行了数值模拟。     

超大塔分区配水系统全模型运行仿真

由于超大型自然通风冷却塔(超大塔)淋水填料截面积巨大,所采用的分区配水方式配水管线较长,且内区进风阻力增加,以常规塔均匀配水及配风方式的数值模拟理论已不适用。本文针对超大塔分区不均匀配水系统方式,建立了气水两相热质交换数值仿真模型,基于配水喷淋管网计算结果,通过UDF将分区配水压力带入到仿真中,通过对实际超大塔3种季节运行工况的模拟及分析,验证了计算模型的准确性。其次,通过提高外区、降低内区淋水密度的方式,提出具有不同外区进深和淋水密度的配水方案,采用上述模型进行模拟,研究了内、外区淋水密度与外区进风距离的配合关系,通过分析内、外区集水池平均水温判断超大塔热值交换效率,给出了外区进风距离、淋水密度对出塔水温的影响规律。     

管内污垢监测模型研究

提出了一种基于质量传递理论的监测模型。它不但适应热质同时交换现象,还增加了对单纯质交换的适应性,并且避免了因温差描述产生污垢热阻为负值的特异现象。最后进行了相关正交实验,表明了该监测模型的合理性。     

非共沸混合物分离过程热质传递模型研究

本文对R32/R125/R134a三元非共沸混合制冷剂在实现变组成容量控制的组成调节装置中的分离器即填料塔中的传热传质过程进行了理论分析,建立了初步的热质传递模型.对热质传递模型的计算结果进行了分析比较,说明本文建立的热质传递模型是合适正确的.     

水下航行器高温排气尾流浮升特性仿真技术研究

通气管航行状态下水下航行器的排气尾流是水下目标探测的重要热特征,寻求合适的仿真计算方法以揭示水下热排气尾流的浮升演化规律,对反潜技术的发展有着重要价值。本文以水下航行器缩比模型的热排气工况为研究对象,建立了热排气气液两相流动传热耦合模型,以基于VOF模型的来流法和重叠网格法作为数值计算方法,采用网格自适应技术实现计算优化,对比分析了各计算方法的精度差异,探究了热排气尾流的浮升演化特性。结果表明：重叠网格法更适合于水下航行器热排气尾流的两相流问题计算;网格自适应技术可提升气液界面的捕捉效果、有效提高计算精度;采用网格自适应技术的重叠网格法仿真的与实测的水面热尾迹均呈现细长的非连续的V字型扩散形态,两者的水面最大扰动温差分别为0.23 K和0.3 K,优化仿真结果与实测结果一致。     

热质的运动与传递-热波

根据爱因斯坦狭义相对论,热量具有其对应的相对论质量,并且引入了描述热质(热量)运动的连续方程、动量方程.本文根据热质(热量)运动控制方程组,导出了热质(热量)的波动方程,证明了热量具有波动的传递方式,当热质动能与热质的耗散在同一量级时,得到了有限的热波传播速度.分析了热波产生的物理机制.基于热质理论的热波模型与CV模型进行了比较,指出了CV模型在物理上的缺陷.最后对一维热波的传播过程进行了数值模拟,给出了超快速导热过程的物理图像.     

FSCT水蒸气冷凝回收装置设计软件研究

为实现对新建机械通风冷却塔水蒸气深度回收,提出了自由空间型冷却塔(FSCT,Free Space Cooling Tower)概念,基于新建机械通风冷却塔的空间结构设计了FSCT水蒸气冷凝回收装置结构模型,并建立装置设计数学模型。构建水蒸气冷凝回收装置设计软件流程,基于C++Builder 6.0耦合水物性数据库开发了FSCT水蒸气冷凝回收装置设计软件。在不影响机械通风冷却塔正常运行的情况下,实现水蒸气深度回收。研究结果为新建机械通风冷却塔减少蒸发损失、水蒸气冷凝回收装置设计和计算软件开发提供理论基础和工具性软件支持。     

序贯径向基模型在气动热分析中的应用

针对高超声速飞行器气动热分析中采用CFD仿真计算耗费大,不符合概念设计阶段要求进行大量方案评估的问题,采取径向基近似模型代替高精度的CFD仿真模型,大大减少了高超声速飞行器气动热分析时的计算量。提出了一种新的序贯加点策略,将其应用于径向基近似建模过程中,提高了径向基近似模型的精度。将该近似模型应用于高超声速飞行器驻点气动热分析中,和普通径向基近似模型对比可知,本文提出的序贯径向基近似模型能够以较小的代价得到较高的精度,具有推广的价值。     

结霜工况下翅片管式蒸发器的仿真与实验研究

建立了结霜工况下蒸发器的仿真模型,利用Matlab编制了蒸发器的稳态分布参数仿真程序,包括界面程序、计算主程序及热物性计算子程序等,对蒸发器进行了仿真计算。搭建了低温冷库实验台,通过实验研究,得出了制冷剂流量与蒸发器中各参数的变化关系。将实验结果与仿真结果进行了对比,结果表明:实验数据与仿真结果数据的相对偏差较小,且变化趋势一致。     

电磁轨道炮接触热时空分布特性分析

电磁轨道炮接触热时空分布特性是进行电枢熔化抑制、轨道散热设计和热管理的重要依据。在建立电枢与轨道接触压力、接触电阻计算模型的基础上,建立了接触热时空分布的计算模型,对电磁轨道炮的接触热时空分布进行了仿真计算,并对其特性进行了分析。针对接触热在电枢运动初始阶段相对集中的问题,研究了电枢前级加速对接触热时空分布特性的影响。仿真分析结果表明:接触热主要来源于电流焦耳热,焦耳热功率曲线与驱动电流曲线具有较大相似性;大部分接触热在电枢运动初始阶段传导给轨道,这是引起此阶段轨道烧蚀的主要原因;电枢运动初始阶段单位长度轨道传导的接触热和发射过程中电枢的热积累随着电枢初速度的增大而减小。