大型空间结构的热-结构动力学分析

空间结构在辐射换热条件下的热诱发振动是导致空间结构失效的一种典型模式。弄清热诱发振动的机理是理解热诱发振动失效的基础。本文针对常见的空间薄壁杆件结构，提出了一种能够对复杂结构及加热条件进行比较准确的温度场和热诱发振动分析的有限元方法。首先利用一种Founer-有限元方法，同时考虑杆截面内平均温度和温差，求解了包含辐射非线性的瞬态热传导问题，并推荐了一种有效降低求解规模的减缩近似方法-Lanczos方法。在此基础上，用有限元法求解了杆件结构的热诱发振动问题，并就杆截面内平均温度和温差对结构振动的影响以及最大动静态响应的比值分别进行了讨论．合理地解释了一类常见的热诱发振动现象，本文的数值算例说明了这点。  

纵向涡强化换热的实验研究

在流道内安装三角翼对涡发生器可以产生纵向涡旋，本文研究了Re＝800－8000范围内，以空气作为介质，涡发生器对加热片的强化换热效果，并通过红外热像仪测量加热片面的温度场，结果表明：与光滑加热片换热面比较，加装三角翼对涡发生器后，强化换热效果明显。本文条件下，在雷诺数为6000时，加装涡发生器整体强化换热效果达到50．8％。  

空间薄壁管结构瞬态温度场、热变形有限元分析

对于辐射换热的薄壁杆件航天结构，为分析其在太空中不同时刻的姿态下的温度场和热变形，构造了一种相对自由度矩形管单元。其基本思想是从2维非线性瞬态热传导方程出发，假设沿矩形管横截面上每边的温度为线性分布，用4个角点的平均温度和温差来表示矩形管横截面上的温度分布，构造了一种1维2结点温度杆单元，该单元每个结点包含平均温度，上下面温差，左右面温差3个自由度；在计算热变形时，此三个广义温度参数分别对应热轴力和2个热弯矩载荷。经与三维有限元计算结果的比较，证明用该单元计算的矩形管温度场和位移场是可靠的。利用这种新型的薄壁矩形管单元和本文作者在其他文章中提出的薄壁圆管单元，可以对非线性换热条件下的复杂空间结构进行比较准确的温度场和热变形有限元分析，最后本文计算了考虑遮挡的太阳能帆板的瞬态温度场和热变形以说明其应用价值。  

下降液膜在逆向流动空气作用下的换热

以下一代核电站反应堆安全壳非能动冷却为背景，对竖直管内过冷下降液膜在逆向空气．水蒸汽流动作用下的换热提出了一个分析模型，对液膜采用边界层近似理论，对空气．水蒸汽混合气采用由热质传递比拟理论引出的关联式进行分析，考察了各种条件下液膜的厚度、温度、吸收热量与蒸发热量沿流向的变化，与相关研究进行了对比，表明了模型的合理性。  

振荡管流换热的理论解

本文从流体在管内振荡的运动方程和流体及管壁的能量方程出发,经过变量转换对常微分方程组进行求解,得到了计及管壁影响的振荡流体轴向换热的一般理论解。由这解,可以导出各种特殊条件下的表达式,包括已有的各种解析解。本解经数字化而制成各种图线,它们与已有的实验数据基本吻合。  

添加剂湍流减阻流动与换热研究综述

添加剂湍流减阻是指在液体的管道湍流中添加少量的高分子聚合物或某种表面活性剂从而使湍流阻力大大降低的现象.从其被发现至今,经过近半个世纪的研究(实验研究、理论分析、数值模拟和实际系统的应用研究),尽管对这一现象及其实际应用价值已有了较为深入的认识,但仍有许多方面尚有欠缺,例如对湍流减阻的机理仍然在探索中. 本文归纳评述了高分子聚合物或表面活性剂添加剂湍流减阻流动与换热现象的研究现状,从湍流减阻剂的特性、减阻剂的湍流减阻机理、湍流减阻发生时的换热机理、减阻流动速度场分布和换热控制等几个方面综述了添加剂湍流减阻流动与换热特性,并综述了湍流减阻剂在实际工业系统中的应用情况,在对添加剂湍流减阻机理、有湍流减阻发生时的对流换热机理等的理解方面进行了新的总结.  

具有非线性表面换热系数半圆柱薄壳在快速冷却过程中的热分析

用实验和数值计算相结合的方法，得到半圆柱壳体快速冷却过程中内外表面的非线性表面换热系数。在此基础上，用有限单元法对半圆柱壳体的热应力和变形进行了分析。在数值计算中，模拟钢的CCT图，计算了奥氏体、珠光体、贝氏体和马氏体的体积百分比，并将热物理性质和力学性能处理为相变体积百分比和温度的函数。所得结果表明，在半圆柱壳体快速冷却过程中的热应力和变形计算中，有必要考虑非线性表面换热系数、相变等非线性效应。  

载波条纹图的处理及应用

本文提出一种载波条纹的处理方法，将变形前、后的载波条纹图分别经过条纹细化、抽取中心、级数编码、全场拟合等处理，首先求出全场每个像素点上的条纹级数，然后再对应相减，以得到仅仅由于变形引起的干涉条纹的全场分布，文中应用该方法分析处理了差分干涉条纹图，测量了水平热管周围的温度场、温度梯度场及壁面换热系数。  

下降液膜层流换热发展段中的积分分析

对等温竖直壁面上层流液膜发展段的流动换热进行了理论分析 ,用积分法得到并求解了速度和温度边界层的积分方程式 ,求得了发展段的流动和换热特性的变化规律 ,讨论了进口流态和普朗特数对换热的影响。  

太阳能热电站容积换热器的数值研究

太阳能热电站容积换热器由以适当方式布置在封闭腔体内的圆柱阵列组成。其内部流动的复杂性增加了实验测量和数值场模拟的难度。本文采用连续模型对换热器内部的换热及压降进行了数值模拟。结果与实验数据相符良好