极限热环境下大功率PCB散热改进研究

通过改进太阳罩结构、改变PCB安装形式、设置隔热等方式,对大功率PCB在大空间极限热环境下的散热方式进行了优化和数值模拟。研究结果表明,根据不同发热电子元件的功率及其在PCB上的安装位置及与PCB的连接形式,采用上述措施,可以显著改善散热效果。     

热管型散热器换热性能的实验研究及数值模拟

本文对一种可用于LED组灯源的热管型散热器在大空间自然对流条件下的换热性能进行了实验研究和数值模拟,主要研究了散热器倾斜角度对其换热性能的影响.研究结果表明:散热器的倾斜角度对散热器的换热性能有较大影响,散热器换热性能随倾斜角度的增加先恶化再变好,在倾斜角度为30°左右时其换热性能最差;在相同倾斜角度下,辐射换热量随加热功率的增大呈近似线性增大,但辐射换热量占总换热量的比例较小,在7%以下.     

质子交换膜燃料电池动态启动特性的实验研究

实际应用时燃料电池的运行条件会随时间不断地变化,因此是一个非稳态过程.本文研究了在不同的加湿条件以及反应气流量下电池的启动特性.结果表明:随着气体流量的增大,电池启动速度加快;对电池加湿有利于提高电池的启动性能.     

SiO_2气凝胶复合材料隔热性能实验研究

SiO_2气凝胶复合材料是一种隔热性能优异的纳米多孔材料,本文对非稳态和大温差条件下该材料的隔热性能进行了实验研究,分析了SiC颗粒和SiO_2中空玻璃球对材料隔热性能的影响。研究发现:微米级SiC颗粒具有良好的遮光能力;添加一定含量的微米级SiO_2中空玻璃有利于改善材料的隔热性能,但添加量过大会导致气相导热的贡献增加,从而使得材料隔热性能下降。     

一种求解对流扩散问题的高精度无网格方法

无网格局部Petrov-Galerkin方法是近十年发展起来的一种新的数值计算方法,该方法在计算区域内布置一些离散的节点,并利用这些节点构建捕值函数.本文以Smith-Hutton问题为例,把该方法的计算结果与有限容积法高阶格式的计算结果进行比较.研究结果表明:该方法是一种高精度的数值计算方法,能有效地计算高Pe数的流动问题.     

槽式集热管管内混合对流换热的数值模拟

本文对均匀与非均匀热流密度条件下、压力10 MPa时的过热水蒸气在抛物槽式太阳能集热管管内充分发展段的混合对流换热过程进行了数值模拟。结果发现,在非均匀热流密度条件下,与纯强制对流换热相比:层流时,混合对流换热的阻力系数增加21%~133%,Nu提高48%~261%;湍流时,混合对流换热的阻力系数增加7%~236%,Nu提高6%~150%。特别是相比于均匀热流边界条件,非均匀热流边界条件下浮升力对流动传热的影响更为显著,传统的对于混合对流的判定标准需要修正。     

平板通道内充分发展湍流直接数值模拟

采用有限差分法对平板通道内充分发展湍流进行了直接模拟(DNS),Reτ=150,网格数64×64×64。得到了湍流脉动速度沿y 分布的等值线图,分析了近壁面脉动特性研究的重要性,为理解湍流物理机制提供数据。获得了雷诺应力的变化、雷诺应力输运方程中各项的平衡关系以及湍动能方程中各项的变化曲线,为进一步评价和改进湍流模式提供依据。     

高精度有限差分在湍流直接数值模拟中的应用

本文采用高精度有限差分法对矩形管道内充分发展湍流换热进行了直接数值模拟,湍流雷诺数Rer和普朗特数分别为400(Rem=6200)和0.71,压力泊松方程分别采用两种不同的离散格式(二阶和四阶中心差分离散).结果表明,同二阶中心差分格式相比,高精度有限差分可以在较少的网格下得到较好的结果;压力泊松方程采用四阶中心差分或二阶中心差分对计算结果的影响甚小,但采用二阶中心差分时,可以节省大量的计算时间.     

阴极不同进气对PEMFC性能影响的实验研究

针对阴极通纯氧气或空气两种情况,实验研究了温度及化学计量比的变化对反应面积为9 cm2、具有平行流场的PEMFC性能的影响.结果表明:升高电池温度可提高PEMFC的性能及极限电流密度;在本实验条件下,为提高电池性能,阴极通纯氧时,阳极化学计量比/阴极化学计量比应高于1.5/3.0,通空气时,两者之值应高于3.0/6.0;相对于阴极通空气的情况,阴极通氧气时电池性能显著提高,故在条件允许的前提下应尽量以纯氧作为氧化气体.