槽式太阳能集热器内耦合换热特性研究

对槽式太阳能集热器内的耦合换热过程建立了统一求解模型,推导了无量纲控制方程,并进行了耦合求解.结果表明:随Ra增加,管内自然对流形成的涡逐渐向右侧管壁方向移动,等温线中心向下偏移;环形空间内自然对流形成的涡向顶部移动,等温线向下偏转;随管径比增加,管内的混合对流换热系数增加,管外环形空间的换热系数减小.内管内外表面的温度梯度及局部换热系数均随着角度的增加而增加.在θ=π/4和θ=π/2的截面内,环形空间中间区域内温度沿半径方向不降反升,出现偏转;而在θ=3π/4和θ=π的截面内,圆管内部中间区域内的温度沿着径向不升反降,也出现偏转.     

封闭空间中自然对流与导热、辐射的复合换热

本文用数值方法分析了封闭空间自然对流与导热、辐射的复合换热。得到了边壁导热效应和内壁面间辐射换热对自然对流流动和换热的影响。辐射换热量可占总换热量的30％左右,它的作用是不容忽视的。数值解的结果与用激光差分干涉系统实验的结果基本一致。     

非保守力与自然对流

为研究自然对流流动和换热的实质,对重力场中自然对流的驱动力进行了进一步分析,提出了自然对流产生的充分必要条件。以二维封闭方腔内空气自然对流为对象,分别对三种不同的自然对流形式进行了数值模拟。结果表明:只要流体所受体积力为非保守力,即可产生自然对流。这为自然对流的控制提供了一定的理论依据。     

充满金属泡沫的方腔自然对流数值模拟

本文使用格子-Boltzmann方法模拟了充满金属泡沫的封闭方腔自然对流.通过构建适用于上下边界绝热,左右边界恒定温度的封闭方腔自然对流的双分布函数热模型,模拟了充满不同孔隙率和不同孔密度的金属泡沫,在不同Ra数下的封闭方腔自然对流,结果表明金属泡沫具有强化传热的作用,并随着Ra数和孔密度的增大,换热增强.     

深低温球内伪稳态自然对流换热研究

基于CFD仿真软件FLUENT,建立了封闭球形容腔内氦气关键物性参数随温度变化的深低温自然对流仿真模型。利用该模型对封闭球形容腔内20～100 K温度下不同瑞利数(10~8Ra10~(11))伪稳态自然对流换热进行了数值模拟,得到了速度场分布、温度场分布和努塞尔数(Nu).开展了液氢温区球形封闭容腔内氦气伪稳态自然对流换热试验。通过与试验数据的对比分析,验证了本文所提出的深低温自然对流模型的有效性。利用最小二乘法,获得了深低温球形容腔内氦气自然对流换热准则数方程。     

局部内热源和外部加热同时作用时部分开口空腔内自然对流的数值研究

具有内热源的空腔内的自然对流广泛地存在于核反应堆设计,建筑物火灾及电子器件冷却等领域,近年来已受到研究者的重视。文献[1,2]对均匀分布内热源和外部加热引起的封闭空腔内的自然对流进行了数值分析与试验。作者曾对局部内热源和外部加热同时作用引起的封闭空腔内的层流自然对流进行了系统的研究,并对单独由外部加热时部分开口空腔内的自然对流进行了数值计算。 本文则首次研究单个局部内热源和外部     

三维方腔内竖直平板自然对流的数值模拟

三维方腔内竖直平板自然对流的数值模拟杨沫，李少华，徐志明，杨善让（东北电力学院动力系吉林１３２０１２）陶文铨（西安交通大学动力系西安７１００４９）关键词封闭腔；自然对流；数值模拟１引言三维封闭腔内孤立物体的自然对流换热在工程上具有广泛应用背景。例如；...     

自然对流的LB方法模拟及其非线性特性

采用LB方法和QUICK差分方法模拟了方腔内竖直平板自然对流和底部加热方腔内自然对流换热问题.实现了LB方法对具有孤立体的封闭空间内耦合的流动和传热问题的数值模拟,所得数值结果与QUICK差分方法的数值结果及已有的烟可视化实验结果一致;两种方法对底部加热方腔内自然对流问题的预测结果均出现了静态分岔和动态分岔;根据底部加热方腔内自然对流换热数值结果给出的极限环型速度相图和功率谱表明,两种方法得到的数值结果的非线性特性一致.     

方腔尺寸对封闭方腔内多块孤立平板自然对流换热影响的数值分析

１引言封闭方腔内多块孤立平板自然对流换热是许多电子设备散热的近似模拟，因此，了解封闭方腔内多块孤立平板的自然对流换热规律，对于电子设备的热设计具有重要的意义。国内外许多学者针对这方面的问题进行了较为广泛的研究［１－５］，许多学者研究了封闭方腔内一块或...     

倾斜封闭立方腔内多块孤立平板自然对流换热的实验研究

本文研究了平板的相互位置、腔体倾角及Rα数对倾斜封闭立方腔内多块孤立平板自然对流换热的影响．实验查明：在一定Rα数下存在着一个使每块板换热强度相当的间距；平均换热特性对位置很不敏感；平板的换热强度比相同Rα数下的大空间自然对流更弱，且随倾角增加，Nu数随Rα数增加的增长幅度逐渐减慢．     

基于弱可压与不可压光滑粒子动力学方法的封闭方腔自然对流数值模拟及算法对比

为了对比研究弱可压光滑粒子动力学(WCSPH)方法和不可压光滑粒子动 力学(ISPH)方法在模拟封闭方腔自然对流问题时的特性, 采用粒子位移技术有效地解决了高瑞利数条件下, 拉格朗日型SPH方法模拟封闭方腔自然对流时流体域内的粒子聚集和空穴问题, 将拉格朗日型SPH 方法求解封闭方腔自然对流问题的最高瑞利数提高到了10⁶; 进而通过对比瑞利数分别为10⁴, 10⁵, 10⁶的条件下, 采用拉格朗日型WCSPH、 拉格朗日型ISPH、欧拉型ISPH三种SPH方法模拟得到的封闭方腔速度分布云图、 温度分布云图、壁面努赛尔特数分布曲线和平均努塞尔特数, 分析了三种SPH方法在模拟封闭方腔自然对流时的精度、稳定性和计算效率. 结果表明: 在低瑞利数条件下, 以上三种SPH方法都可以较好地模拟此问题, 在高瑞利数条件下, 欧拉型ISPH方法的模拟结果最为精确; 拉格朗日型WCSPH方法模拟所得结果比拉格朗日型ISPH方法模拟所得结果稍好些. 关键词： 光滑粒子动力学 不可压光滑粒子动力学 粒子位移技术 自然对流     

封闭空间内多个发热体的自然对流

采用数值计算和流动显示方法,对矩形封闭空间内水平放置三根电缆所引起的自然对流,在Gr~*=9.2×10~4—6.5×10~6范围内进行了理论和实验研究。结果表明,这种情形下的自然对流流动存在着环流。在低Gr~*数时,在电缆上方形成主环流;随着Gr~*数的增大,在电缆间出现涡流;在Gr~*=6.5×10~6时,电缆间出现成对的涡流。实验结果表明,硬脂酸锌粉粒是显示空气自然对流流动的比较理想材料。采用伪非稳态变系数方法是保证计算收敛而又节省机耐的有效方法。计算结果为设计该类型电缆的最大允许载流量提供了依据。     

航天器密封舱微重力对流换热的数值分析

本文以某航天器密封舱热控设计为背景，对其密封舱空间对流换热问题进行了三维流动与传热数值模拟。考虑到空间微重力等一些特殊因素等影响，着重分析模拟了密封舱压力变化、地面自然对流和空间微重力以及风扇设计状态等变化因素对密封舱对流换热影响关系。分析表明，风扇对流强化换热效果明显，可以忽略地面自然对流影响，而且使舱内空气温度均匀。     

用矢量势和涡方程计算闭腔内水的三维自然对流

本文应用三维矢量势和涡函数,导出了水的密度和温度之间任意变化情况下的矢量势和涡方程。然后利用矢量势和涡方程以及人工瞬变方法计算封闭腔中水的三维粘性自然对流。最后通过典型算例来分析和讨论水的密度和温度之间的反常变化特性对其三维自然对流的影响。     

封闭空间自然对流对比实验研究

用模型研究方法对两几何相似的封闭空间内自然对流换热进行了对比实验。两者的Gr数和边界条件都尽量保持一样,结果获得了良好的一致性。实验还证明即使在高Gr数范围内(Gr≥10~(10)),也有必要在原型和模型中保持相近的Gr数值,不然会引起两者温度场发生差异。     

湍流自然对流与表面辐射相互耦合的开口空腔中的流动与传热

用数值方法分析了开口空腔中的湍流自然对流与表面辐射相互耦合的复杂传热。结果表明,不论过热度θ_o值大小如何,只要壁面发射率ε,不是太小,辐射换热在复合换热中所占的份额均是不可忽略的。     

计算流动显示技术(CFI)在自然对流流场测量中的应用

计算流动显示(CFI)技术通过利用仿真光测实验中光束的运动规律与光学干涉测量方法的数学模型,并根据计算流体动力学(CFD)的结果,获得仿真的光学干涉图像。本文通过计算机模拟数字散斑干涉中激光光束的运动规律得到了封闭方腔中空气自然对流的CFI光学图像,并将此仿真光学图像与实验得到的图像进行对比,指导实验的进行和自然对流中测试参数的计算。     

降压地面模拟技术中的临界压力研究

利用降压地面模拟技术,可以抑制自然对流的影响,从而通过地面试验结果还原空间密封舱内的流动换热情况.降压法的关键在于确定临界压力,使得自然对流对流动换热的影响刚好得到忽略.本文使用数值模拟方法确定临界压力比,以方腔密封舱内的流动换热情况为例,计算了不同 Gr/Re2 数和压力比下密封舱内的流动换热情况.得到了舱内气体温度分布和对流换热系数.通过比较空间情况和地面情况的计算结果,分析了自然对流给流动换热带来的影响,给出了判断临界压力的准则式,并给出了临界 Gr/Re2 数.     

底部加热空气层自然对流的可视化实验研究

本文对底部加热的水平空气层的自然对流换热进行了可视化实验研究,采用实时全息干涉照相技术获得了温度场的激光干涉图及流场的烟可视化图象。实验结果表明,这种水平空气层自然对流换热是非稳态的,并且在空间上是三维的。     

封闭方腔热磁对流强化换热的实验研究

自然对流是由非保守体积力驱动的流体流动,这种体积力可以是重力、离心力以及电磁场力等;通过外加梯度磁场来影响流体的流动,产生强化换热效果的方法是一种新型的强化技术．本文利用永磁体产生0．3 g左右的加速度,采用马赫干涉仪对封闭方腔内空气的热磁对流的强化换热现象进行了实验研究,得到了温度场的干涉图像,并与理论模拟结果进行了比较,发现磁场对空气的自然对流换热有一定的强化作用．