冷藏运输车内气体流场的数值模拟及分析

利用计算流体力学(ANSYS)软件,建立了冷藏运输模拟试验台的物理模型,对冷藏运输车内流场进行了数值模拟研究。主要研究内容包括:(1)不同送风速度对冷藏运输车内流场分布的影响;(2)不同时间内库内流场变化情况。冷藏运输模拟试验台采用前端送风,两侧回风口的送风方式。风机吹出的冷气能够在库体内形成大的回流,从而降低库体温度并且使库体内温度分布的均匀。不同送风速度影响车体内速度场的分布,而当送风速度较大时,库内的温度会在短期内均匀。但是过大的送风速度会风干冷藏车内的食品。     

芯片表面的冷极性分子静电阱与微阱阵列

提出一种利用三根载荷金属杆来实现在芯片表面陷俘冷极性分子的静电阱.给出空间静电场等高线分布.通过调节电极电压操控阱中心距离芯片表面的高度.用经典的蒙特卡罗方法模拟冷分子被装载和囚禁的动力学过程.方案对中心速度为11 m·s^-1的冷分子束,最大装载效率可以达到40%,阱中分子的温度大约为25 mK.方案可以进一步微型化、集成化,形成一维和二维静电微阱阵列,在量子计算、低维物理等方面有应用价值.     

电子束离子阱中高价态离子演化过程的数值模拟

讨论了电子束离子阱(EBIT)中决定高价态离子演化过程的主要物理机制.对EBIT中高价态离 子的演化过程进行了详细的数值计算并与实验进行了比较.讨论了EBIT各种不同的运行参数 对平衡时高价态离子相对丰度和温度的影响. 关键词： 电子束离子阱 高价态离子 数值模拟     

潘宁阱中电子等离子体稳态的数值模拟

应用粒子模拟方法研究了电子束潘宁阱中的非中性等离子体的稳定状态及其定标关系，数值模拟结果表明，给定电子的初始分布和外场条件后，潘宁阱中可以出现聚心状态的电子等离子体，中心电子密度可达10倍布里渊密度；电子密度分布与理想的I／r^2关系有差别，阱中的电子数越多，差别越大。系统趋于稳定状态的弛豫时间反比于阱中的电子总数而正比于外加电场强度。     

真空冷冻干燥机冷阱中的气体换热分析

从理论上分析了螺旋盘管式冻干机冷阱中气体的换热。对真空冷阱中处于滑流区的气体换热 ,应考虑温度跳跃和速度滑移对换热的影响。基于冷阱内表面定热流和恒壁温的假设 ,建立了相应的分析模型 ,导出了冻干机冷阱内处于滑流区的气体换热 Nusselt数表达式 ,认为随着冷阱压力的降低 ,换热 Nusselt数将不断减小     

多重网格法在燃烧室内流场数值模拟中的应用

多重网格法在燃烧室内流场数值模拟中的应用林文漪，杨彬，周力行（清华大学工程力学系北京１０００８４）关键词：多重网格，数值模拟，湍流一、前言现代燃烧设备多具有复杂的流场结构、多级燃烧的特点及庞大的几何尺寸，无疑地为其数值模拟带来了困难。为了保证计算精度...     

燃烧器四角切圆布置炉膛内非对称冷态流场的数值模拟

以燃烧器四角切圆布置的超超临界塔式锅炉炉膛内的流动换热为背景,利用Fluent软件通过数值模拟研究了一个物理和几何结构完全对称的三维炉膛内冷态流场变化情况,选用6个燃烧器喷嘴出口速度作为不同的工况来计算炉内的流场,速度变化范围为5~30 m/s,湍流模型采用雷诺应力模型。计算结果表明,随着出口气流速度的增大,流动呈现出的切圆半径越来越大;当喷嘴出口速度小于等于10 m/s时,在所用计算模型下,流体速度场呈中心对称结构,切圆中心位于中央;随着出口速度的持续增加,流场从中心对称结构逐步转变成非中心对称结构,切圆中心发生明显偏斜.数值结果表明,即使几何结构完全对称且边界物理条件也完全对称的燃烧器四角切圆布置的炉膛中的流动,仍然可能是非对称的,这是造成烟气侧热偏差的可能的原因之一。     

场冷和零场冷过程中磁化强度的模型化与数值模拟

通过采用蒙特卡罗模拟方法和磁通运动的热激活模型（ＴＡＦＭ） ,本文计算了在场冷（ＦＣ）和零场冷（ＺＦＣ） 过程中的磁场位形及磁化强度．基于简单的ＫｉｍＡｎｄｅｒｓｏｎ 模型的Ｕ（ｊ） 依赖关系,主要的实验结果都可以较好的被模拟．计算表明,在零场冷中,磁场位形非常接近Ｂｅａｎ 临界态模型,而在场冷中则相反,表现的是磁通冻结的图象．零场冷和场冷中的磁化强度都很强的依赖于钉扎势和临界电流密度,而只微弱的依赖于温度变化的速度     

冷原子在静电势阱中的量子力学效应

用四个点电荷构造一个简单、新颖的静电势阱,并基于含时薛定谔方程和有限差分时间域方法,研究冷原子在该势阱中的量子力学效应.以中性铷原子为例,给出了原子和静电场系统的含时波函数,基态本征能量和本征波函数.结果表明,在这样的静电势阱中,囚禁中性冷原子是完全可能的.所得结果对实验上构造类似的静电势阱捕获中性冷原子有重要指导意义 关键词： 冷原子 静电势阱 量子力学效应     

实现冷原子(冷分子)囚禁的可控制光学双阱的产生及其实验研究

简单介绍了实现冷原子或冷分子囚禁的可控制光学双阱的实验方案，报道了二元π相位板的制作方法及其产生可控制光学双阱的实验结果.分析了光学双阱参数(如空间位置、双阱中心间距、相对光强分布等)与π相位板相位偏差的关系.从理论和实验上研究了由于二元π相位板的刻蚀厚度误差引起的光学双阱光强变化及其双阱到单阱的演化规律，得到了实验与理论基本一致的结果. 关键词： 二元相位板 可控制光学双阱 冷原子囚禁 冷分子囚禁     

真空室模块D 形环筋板焊接数值模拟与结构选型

基于有限元分析软件,以双椭球热源为内热源,对不同筋板型式下的真空室模块D 形环筋板焊接进行了三维动态模拟,得到了不同筋板型式下的瞬间温度场分布图、特征点热循环曲线以及应力应变曲线。结果表明：不同筋板型式下的焊接温度场以及各特征点的热循环曲线保持一致,相比采用I 型筋板的D 型环结构,采用 T 型筋板后的D 型环结构应力应变以及变形量都更小,真空室模块D 形环工程化试制过程中可优先考虑采用T 型筋板。     

高速气流中激光加热平板数值模拟与分析

 采用流固耦合方法,数值模拟了高速流场中激光作用下来流速度对平板温度分布的影响。结果表明:无激光辐照时,高速气流中平板有较高的气动生热平衡温度,且平板-气流之间的换热系数随来流速度增大而增大;在平板前沿换热系数增长最快,沿平板长度方向增速趋于平缓。分析了激光辐照时高速气流中激光加热平板的温度分布情况,考察了来流速度不同时,气动生热、散热和激光辐照对平板温度的影响,给出了激光辐照后的温升情况和温度分布,分析了在不同速度来流下,对流散热、摩擦生热和激光加热之间的竞争关系,结果表明,平板温度具体分布主要是加热过程竞争的结果。     

高速气流中激光加热平板数值模拟与分析

采用流固耦合方法,数值模拟了高速流场中激光作用下来流速度对平板温度分布的影响。结果表明:无激光辐照时,高速气流中平板有较高的气动生热平衡温度,且平板-气流之间的换热系数随来流速度增大而增大;在平板前沿换热系数增长最快,沿平板长度方向增速趋于平缓。分析了激光辐照时高速气流中激光加热平板的温度分布情况,考察了来流速度不同时,气动生热、散热和激光辐照对平板温度的影响,给出了激光辐照后的温升情况和温度分布,分析了在不同速度来流下,对流散热、摩擦生热和激光加热之间的竞争关系,结果表明,平板温度具体分布主要是加热过程竞争的结果。     

外部流场对激光加热运动目标影响的数值模拟

 考虑激光与运动目标相互作用的基础上,利用有限元方法分析了亚声速条件下运动目标在激光辐照全过程的温度场和热应力场的分布与演化规律。结果表明：高速流场的存在,导致了明显的冷却效应;加热过程中目标材料出现了屈服,导致激光熄灭后结构内出现残余应力和变形;激光辐照区边缘产生很高的温度梯度和应力梯度,并且由于气流影响,受辐照区域前后两端应力分布不对称。     

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建立了聚变灰尘实验装置STARDUST相应的数值计算模型,用数值模拟对失真空事故(LOVA)实验物理过程进行了重现。模拟计算了该实验装置在不同位置处的破口产生LOVA后的速度场发展过程。给出腔室内关键位置速度变化曲线,并与实验所测量到的相应点的速度变化曲线进行了比较。结果表明应用计算流体力学所进行的数值模拟计算达到了对实验重现的目的,其中RNG k-ε湍流模型能够对发生失真空事故下的气体流动状态进行较好的模拟,而且可以较好地预测失真空事故的风险。     

ITER PF导体缩径机轧辊温升数值模拟研究

文中对ITER PF超导导体缩径机轧辊温升问题进行了数值模拟研究.针对不同导体坯料尺寸和轧辊形状单独建模进行热力耦合数值模拟,基于热力耦合模拟结果构造轧辊传热分析模型,获得了多道次轧制过程中各轧辊的温度场信息,确定了各轧辊处于热平衡状态时的温度场.研究结果表明,各轧辊在轧制400米PF导体后轧辊温度均达到平衡,且平衡状...     

不同气流环境下激光辐照金属材料温升的数值模拟

研究了激光辐照金属材料过程中的氧化放热模型,采用有限元方法编制了计算程序,数值计算了激光辐照钢板在吹空气、吹氮气以及不吹气条件下温升的时空分布,分析了氧化放热量的大小。数值计算结果表明：吹氮气和不吹气条件下,钢板背表面温升的差异不大;在吹空气条件下,氧化放热量约占钢板中沉积能量的34.6%。数值计算结果与文献报道的实验结果符合得很好。     

块状TiO2气凝胶的溶胶-凝胶过程及结构

对块状TiO2气凝胶的溶胶-凝胶过程及结构进行了实验研究,结果发现:增加催化剂的量,凝胶化时间缩短,湿凝胶的透明度降低,强度提高;增加前驱体的量,凝胶化时间缩短,湿凝胶的透明度变化不大,强度提高;增加水量,凝胶化时间先缩短后增加,湿凝胶透明度先减小后增加,强度先增加后减小。利用扫描电镜对超临界干燥法制备的不同催化剂量和密度的块状TiO2气凝胶的结构进行了表征,并对结构与溶胶-凝胶过程之间的联系进行了分析。结果表明:增加催化剂量,由于缩聚反应进行的程度提高,气凝胶粒子粒径较小且总的孔径较大。减小前驱体量,气凝胶粒子粒径增大且结构逐渐疏松。     

Numerical simulation of the initial plasma formation and current transfer in single-wire electrical explosion in vacuum

In this paper, a computational model is constructed to investigate the phenomenon of the initial plasma formation and current transfer in the single-wire electrical explosion in a vacuum. The process of the single-wire electrical explosion is divided into four stages. Stage Ⅰ: the wire is in solid state. Stage Ⅱ: the melting stage. Stage Ⅲ: the wire melts completely and the initial plasma forms. Stage IV: the core and corona expand separately. The thermodynamic calculation is applied before the wire melts completely in stages Ⅰ and Ⅱ. In stage Ⅲ, a one-dimensional magnetohydrodynamics model comes into play until the instant when the voltage collapse occurs. The temperature, density, and velocity, which are derived from the magnetohydrodynamics calculation, are averaged over the distribution area. The averaged parameters are taken as the initial conditions for stage Ⅳ in which a simplified magnetohydrodynamics model is applied. A wide-range semi-empirical equation of state, which is established based on the Thomas-Fermi-Kirzhnits model, is constructed to describe the phase transition from solid state to plasma state. The initial plasma formation and the phenomenon of current transfer in the electrical explosion of aluminum wire are investigated using the computational model. Experiments of electrical explosion of aluminum wires are carried out to verify this model. Simulation results are also compared with experimental results of the electrical explosion of copper wire.     

真空环境下激光烧蚀铝靶冲量耦合系数的数值模拟

通过分析不同情况下激光与固态靶、气化物质的作用机理,利用激光体烧蚀模型,采用流体力学理论和1维Lagrange有限差分的计算方法,对真空条件下不同激光参数下气化物质对靶产生冲量的过程进行了数值模拟,模拟计算结果与实验测量结果、Phipps定标关系符合较好。计算结果表明,在等离子体的情况下冲量耦合系数随着激光强度增大而减小。