水蒸气超音速非平衡凝结流动中的激波效应

对水蒸气超音速非平衡凝结流动进行了数值模拟,研究了水蒸气超音速流动过程中的非平衡相变及凝结激波现象,揭示了压缩激波与核化凝结流动之间相互作用的非平衡流动规律.发现了激波的耗散效应对非平衡相变的影响,探讨了激波发生时,波阵面处核化凝结、液滴生长的变化规律.     

Two-Quark Condensate Changes with Quark Current Mass

Using the Schwinger Dyson equation and perturbation theory, we calculate the two-quark condensates for the light quarks u, d, strange quark s and a heavy quark c with their current masses respectively. The results show that the two-quark condensate will decrease when the quark mass increases, which hints the chiral symmetry may be restored for the heavy quarks.     

加热铂丝上运动汽泡产生的射流

目前很多水的核态沸腾都观察到了汽泡顶部射流的现象。本文分析了沿细丝运动的汽泡顶部产生射流的物理机理,并通过对汽泡和加热细丝周围温度场和速度场的数值求解来进行分析。结果显示:由汽泡前后表面的温度梯度引起的热射流很可能是流动的最主要原因。热射流能够推动汽泡前进。对比和试验的观测指出,不凝气体或者其他可能的机理将限制汽泡界面处的凝结换热,从而增大表面温度梯度,增强热射流。     

水平梯度表面能材料表面上的滴状凝结换热系数

本文在均质表面的单个球缺形液滴换热模型和液滴通用尺度分布规律的基础上,结合梯度表面能材料表面的液滴分布和凝结换热特性,得到了一维水平梯度表面能材料表面上的滴状凝结换热计算式。在此基础上,研究了壁面过冷度、接触角梯度、工质物性等参数对梯度表面能材料表面滴状凝结换热性能的影响。结果表明:随着过冷度的增加和凝结工质汽化潜热的增大和表面张力的减小和接触角梯度的增大,平均表面凝结换热系数会增大。     

A Two-Layer Model for Superposed Electrified Maxwell Fluids in Presence of Heat Transfer

Based on a modified-Darcy-Maxwell model, two-dimensional, incompressible and heat transfer flow of two bounded layers, through electrified Maxwell fluids in porous media is performed. The driving force for the instability under an electric field, is an electrostatic force exerted on the free charges accumulated at the dividing interface. Normal mode analysis is considered to study the linear stability of the disturbances layers. The solutions of thelinearized equations of motion with the boundary conditions lead to an implicit dispersion relation between the growth rate and wave number. These equations are parameterized by Weber number, Reynolds number, Marangoni number, dimensionless conductivities, and dimensionless electric potentials. The case of long waves interfacial stability has been studied. The stability criteria are performed theoretically in which stability diagrams are obtained. Inthe limiting cases, some previously published results can be considered as particular cases of our results. It is found that the Reynolds number plays a destabilizing role in the stability criteria, while the damping influence is observed for the increasing of Marangoni number and Maxwell relaxation time.     

生物光子晶体蝴蝶翅膀表面的凝结液滴憎水性

采用环境扫描电子显微镜(ESEM)观测了蝴蝶翅膀的微观结构, 揭示了蝴蝶翅膀颜色的各向异性特征. 采用高速摄像仪实时动态观察了蝴蝶翅膀的水凝结浸润特性, 分别探究了蝴蝶翅膀在水平、 不同倾斜角度以及在振动条件下的水凝结的憎水性. 基于微观结构, 对蝴蝶翅膀的水凝结憎水特性进行机理阐述. 定量描述了其表面的黏滞特性, 并基于蝴蝶翅膀的微观结构效应阐述了翅膀表面水凝结的憎水性机制.     

激波管中非平衡可凝结流的流动分析

理论推导激波管中相变加热的临界加热量,得到一个显式计算临界加热量公式.该式可广泛用于湿蒸汽或纯蒸汽相变加热流动计算.结果表明,考虑相变加热的临界加热量要大于外部加热的临界加热量;热壅塞时会产生一道向上游传播的凝结激波,且凝结激波位置在液相质量分率开始增长点之前.采用AUSM格式数值求解激波管中湿空气的凝结流动,理论预测与数值计算吻合良好.     

天然气超声速除湿器旋流分离数值研究

壁面型线决定了超声速除湿器的内部流场特征,进而对组分凝结特性和分离效率等产生重要影响。本文借助数值方法研究了内扩张型超声速除湿器流场径向分布特性以及组分凝结特性。计算结果表明除湿器内气流的周向速度、压力、温度在不同截面呈现出不同的径向分布特征。加速流道内壁面侧的气流温度低于外壁面侧,使组分凝结首先发生于流道内侧,为达到气液分离效果必须增加分离段长度。因此需要对除湿器加速段流道进行优化设计,以改善除湿器工作性能。     

热交换器表面镀层对传热性能的影响

采用化学镀的方法对热交换器表面进行表面改性,使其换热表面沉积一层表面能不同的均匀镀层。传热实验表明,随着磷含量的增大,凝结传热系数增大。进一步可视化实验研究表明,镀层换热表面均表现为珠膜共存状态,增大镀层的磷含量,换热表面促进珠状凝结的效果更加明显。这归于镀层降低了传热表面的表面能值。     

封闭和半封闭通风空间的环境流体问题

半封闭与全封闭空间的环境流体力学包括系统内的空气流动、温度和湿度分布以及污染物的凝积等问题, 其中涉及控制空间的空气质量、通风设计以及预防水汽凝结等多个方面的研究. 本文着重介绍国内外近年来相关的工作,研究如何从理论分析、实验研究以及数值模拟等方面入手, 解决通风问题,以达到获得高通风效率、低能耗和提高空气舒适度的目的.研究的对象包括房间, 建筑物, 城市等半封闭空间, 以及汽车、 地铁、飞机、潜艇、载人航天飞行器等不同程度的全封闭空间.现有的理论研究已经从解释单点源纯浮力对流的基础模型发展到能够描述具有体积流量和动量流量的扩散流的湍流喷泉模型.然而, 理论研究上的进步还不足以使它能够处理实际问题中多样的通风情况和复杂的空间结构,工程应用中还需更多依靠实验研究和数值模拟的结论. 对载人航天飞行器中的环境流体问题的研究虽然刚刚起步,但其研究手段和经验可以从相对成熟的半封闭与全封闭空间的相关研究中获得借鉴.