离心力场下H2O和R12热驱动换热特性实验研究

本文实验研究了离心力场下细微封闭循环通道中,以H2O和氟利昂R12为热驱动介质的热驱动流动规律和换热特性,重点分析了热驱动换热效果随Ra数Ro数的变化规律以及冷却效果。实验结果表明:在热流密度和旋转速度相同的条件下,采用介质R12可以获得较高的平均换热系数,冷却效果也优于以H2O为介质的冷却效果。最后建立了两种介质条件下相应的准则关系式。     

旋转状态半受限冲射流流动和换热特性研究

利用数值模拟的方法,通过改变冲击雷诺数Rej(20000-35000)、旋转数Ro(0-0．0117)等参数,分析旋转条件下半受限单孔冲击射流的流动和换热特性,讨论了旋转对冲击射流的流场结构和换热特性的影响．研究结果表明:冲击射流在离心力和哥氏力的共同作用下发生弯曲,造成冲击靶面上的冲击斑随着旋转数Ro的增加而不断偏移,显著影响了冲击的冷却效果．冲击靶面的平均Nu数随着冲击雷诺数Rej的增加而增加;当旋转数Ro增加时,冲击靶面的平均Nu数先增加,后减小,然后再增加．计算结果和试验结论基本一致．     

离散孔纵向波纹隔热屏气膜冷却特性研究

本文对离散气膜孔型纵向波纹隔热屏的冷却特性进行数值计算.研究中主要参数有冷却通道无量纲高度h,波纹板无量纲高度b及气膜孔无量纲直径d.波纹板高度的变化对冷却效果的影响最为明显.波纹板高度越小,隔热屏壁面冷却效果越好.降低冷却通道高度可以提高隔热屏前面部分的冷却效果.开孔率一定,气膜孔直径较小,隔热屏冷却效果较好.     

各向异性复合材料平板气膜冷却试验研究

针对导热系数各向异性的长纤维增韧复合材料平板,开展了气膜冷却效果的试验研究,详细分析了复合材料各向异性导热系数主方向同气膜出流角之间的偏角对气膜覆盖壁面冷却效果的影响.研究中发现,不同的偏角工况下,由于材料内部不同方向上导热能力的差异,气膜冷却的综合效果发生了较明显的改变.试验结果表明流向偏角α的增加,使得气膜覆盖壁面的平均综合冷却效率和温度分布均匀性均得到提升;展向偏角β对气膜覆盖壁面的平均综合冷却效率影响不大,但是β增加时,壁面温度分布的均匀性得到一定程度的改善。     

基于FGM的湍流射流扩散火焰超大涡模拟

为了研究超大涡模拟(VLES)预测湍流燃烧问题的能力,本文采用VLES结合基于假定概率密度函数的火焰面生成流型(FGM)建表湍流燃烧模型对值班甲烷/空气湍流射流扩散火焰(Sandia Flame D)开展了高精度数值研究,并与实验结果进行了详细比较。结果表明本文发展的VLES-FGM方法可以较准确地预测出湍流射流扩散火焰中的非稳态燃烧过程,且VLES湍流模拟方法对于湍流燃烧问题具有较大的应用潜力。     

叶顶和外环喷气对叶尖区域换热特性的影响

以GE-E3高压涡轮的第一级动叶为研究对象,采用数值求解RANS方程方法研究叶顶冷气喷射、外环冷气及两者同时冷却对叶顶和外环的换热特性的影响。结果表明：相较于无冷却的凹槽叶尖,外环和叶顶两者同时冷气喷射使得凹槽底部平均换热系数的峰值点沿轴向后移至15% C_ax位置处,使得凹槽的槽底最大换热系数降低17.2%。单一外环喷气对降低平顶叶尖的叶顶和外环的换热系数效果最佳,但是平顶叶尖的叶顶区域和外环区域的热负荷的降低依赖于不同的冷却方式。而叶顶和外环两者同时喷气的冷却方式对凹槽叶尖的冷却最为稳定,对抑制叶顶和外环两区域的对流换热系数和热载荷方面均表现最好。     

重力场下循环小通道热驱动现象数值研究

本文以数值模拟的方法,研究了由常海萍教授和过增元院士提出的一种新型冷却换热结构,即构造一个微小循环通道,一端加热,一端冷却。利用彻体力场下流体的热驱动来实现换热。计算中主要通过改变通道宽度,研究不同通道宽度下,循环小通道内水的流动和换热现象。数值结果表明,通道宽度对流动和换热的影响很大,在通道高度一定的条件下,存在着最佳通道宽度,此时换热效果最佳。本文研究内容在高密度封装电子器件的液体透体冷却等场合有较好的运用前景。     

离心力场流体热驱动液晶显现试验研究

在强离心力场下构造出封闭微小循环通道,可以通过封闭通道特征尺寸的微小化来强化换热,同时利用流体的高热驱动力来克服尺寸微小化带来的阻力增加,不需要任何辅助动力装置,因此结构简单、强化换热效果佳。本文利用热色液晶技术,首次通过温度场显现试验,研究了离心力场下封闭微小通道内氟利昂R12的热驱动运动。结果表明同传统的热电偶测温相比,热色液晶技术作为一种新的测量方法,可以更准确地表示出整个温度场的分布规律。     

Simultaneous estimation of aerosol optical constants and size distribution from angular light-scattering measurement signals

The angular light-scattering measurement(ALSM) method combined with an improved artificial bee colony algorithm is introduced to determine aerosol optical constants and aerosol size distribution(ASD) simultaneously. Meanwhile, an optimized selection principle of the ALSM signals based on the sensitivity analysis and principle component analysis(PCA)is proposed to improve the accuracy of the retrieval results. The sensitivity analysis of the ALSM signals to the optical constants or characteristic parameters in the ASD is studied first to find the optimized selection region of measurement angles. Then, the PCA is adopted to select the optimized measurement angles within the optimized selection region obtained by sensitivity analysis. The investigation reveals that, compared with random selection measurement angles, the optimized selection measurement angles can provide more useful measurement information to ensure the retrieval accuracy. Finally,the aerosol optical constants and the ASDs are reconstructed simultaneously. The results show that the retrieval accuracy of refractive indices is better than that of absorption indices, while the characteristic parameters in ASDs have similar retrieval accuracy. Moreover, the retrieval accuracy in studying L-N distribution is a little better than that in studying Gamma distribution for the difference of corresponding correlation coefficient matrixes of the ALSM signals. All the results confirm that the proposed technique is an effective and reliable technique in estimating the aerosol optical constants and ASD simultaneously.