电站空冷技术：研究现状及建议

空冷技术能够在电站冷端利用空气完成换热冷却，相比湿冷技术在节水、降耗、减排及降本方面具有独特优势。从系统设计与运行优化的角度出发，综述了直接空冷和间接空冷两大类空冷技术的研究进展。设计优化方面，换热器(凝汽器和散热器)的流动换热特性已获得广泛研究，相关优化一般从几何结构、位置布局等角度开展，然而目前凝汽器研究对象多局限于翅片管，针对管束整体的优化研究比较缺乏，散热器研究则需更全面地考虑几何参数的影响等；另外，由于风机(群)直接决定凝汽器的进气流量，其气动特性和集群效应研究成为重点，目前已形成多种分区方法和运行控制策略实施调优，但优化方案的经济性分析研究还有待深入。运行优化方面，为了削弱环境效应对空冷系统的负面影响，可以通过加装导流板等改善流场以扩展风的正向效应、开发控制预测模型进行防冻调控或设计防冻装置优化传热、设计开发各类清洗系统进行除垢等。当前研究在换热器设计优化的精度、广度和各类环境效应作用机理方面仍有进步空间，未来研究方向还包括新能源电站应用空冷的适应性分析，运用人工智能技术进行换热器设计、性能预测等。     

整流后倒U型管内气液两相流动的稳定性及流型分布

在倒U型管垂直段的两端内分别放置一个整流环，来消除入口弯头对垂直段流动的影响，通过对单相流体在倒U型管内的流动进行数值计算，以及对整流作用下倒U型管内气液流动的稳定性和流型的分布进行实验研究，发现整流环的整流作用可以增强管道内流动的稳定性，实验还发现，倒U型管垂直上升段内的间歇性流动（弹状流和块状流）区域减小，环状流区域增大，流动的稳定性增强。     

水射流冷却过程中表面热流密度的预测

建立了由内部一点测量温度值,选取多个时间步长计算未知的表面热流密度与换热系数的导热反问题算法。该算法采用有限容积法离散方程,附加源项法处理边界条件。将该计算模型应用于求解浸没水射流冷却过程中表面热流密度,将计算温度值与实验测温值进行比较验证了算法的正确性。在此基础上分析了水射流冲击过程中薄钢片表面热流密度随表面温度与时间的变化特性。     

柔性纤维简单剪切流场中的运动特性研究

基于杆链模型,对简单剪切流场中柔性纤维进行模化;通过对有效刚度较大的纤维进行数值模拟,所得结果满足Jeffery轨迹,从而验证了模型的正确性;本文还对半稀相条件下不同浓度对柔性纤维的运动特性的影响机制进行了数值模拟研究。结果表明:纤维在运动过程中发生不同程度的弯曲扭转等变形,形态上呈现出弹簧形、蛇形、缠绕形等;纤维的碰撞摩擦对纤维弯曲角有着显著的影响,但对纤维的扭转影响不大;碰撞摩擦次数增大时,纤维弯曲程度和波动幅度依次增大;半稀相条件下,纤维间的碰撞摩擦和纤维的弯曲扭转变形开始取代水动力作用,并对纤维的运动特性有着决定性的作用,使得纤维取向分布趋于随机状态。     

垂直Bridgman法多组元晶体生长的多场耦合模型

对垂直Bridgman法多组元晶体生长的准稳态模型所采用的Boussinesq线性密度假设进行了改进，基于密度的Taylor展开式，得到了熔体密度随温度、浓度变化的非线性函数关系并引入到模型中，改进后的准稳态模型（PSSM）能揭示晶体生长过程的非线性本质．明确了模型的边界条件，得到了晶体生长的完整数学描述．改进后的PSSM以及已获得的多组元晶体准确物性为晶体生长的多场耦舍定量数值模拟研究奠定了基础．     

突扩圆管内液-固两相流固体颗粒运动特性的DPM数值模拟

采用考虑颗粒碰撞的欧拉一拉格朗日数值模拟方法(DPM),对水平突扩圆管中液固两相流固体颗粒的碰撞过程进行了数值计算.在模型中,对液相采用欧拉法建立控制方程,对离散颗粒采用拉格朗日方法模拟.采用硬球模型描述颗粒间的碰撞作用.计算结果表明,该模型可以真实地模拟液固两相流中固体颗粒运动的动态变化过程以及颗粒的非均匀分布特征,从单颗粒层次上提供颗粒的运动信息,这有助于深入研究液固两相流中固体颗粒的运动规律.     

柔性曲柄摇杆机构的动力学分析及实验研究

针对柔性四杆机构中的曲柄摇杆机构，运用有限元方法建立了机构的瞬时动力学模型；采用运动弹性动力简化方法对该时变参数动力学问题进行了分析，并将考虑连杆和摇杆柔性时的计算结果和刚性计算结果进行了对比，定性地给出了影响理论计算精度的一些主要因素．通过对相同材料、结构所进行的实验，验证了理论建模过程的可行性和动力学分析结果的正确性．研究结果表明：当转速较低时，连杆和摇杆的柔性较小，利用运动弹性动力学简化方法所得响应的精度较高；当转速较高时，连杆和摇杆的柔性较大，利用此方法所得响应与实验值的偏差很大，这时若要得到较精确的计算结果，就需要在建模时考虑刚弹耦合的影响及连杆销轴间隙、运动副黏性摩擦等因素．     

气溶胶生长过程的微观动力学研究

气溶胶作为大气颗粒物的重要成分对大气环境以及人体健康均有重要影响.其中气溶胶的吸湿性作为影响其在大气中存活时间以及物理化学性质的重要因素受到广泛关注.目前对于气溶胶颗粒的吸湿性研究较为简单,对于气溶胶颗粒物微观结构对吸湿性的影响较少.本文根据Langmuir吸附模型、Fick扩散定律建立了单颗粒的气-粒作用模型,分析了气溶胶颗粒物的均匀分布结构(H2O/C2H2O4)以及非均匀分布结构(H2O/C2H2O4/H2SO4)对其吸湿性的不同影响。研究结果发现,气溶胶颗粒物的非均匀分布结构会影响其吸湿过程的快慢;对于理想流体构成的气溶胶分子,由于分子之间不存在分子间相互作用,因此气-粒间的水分子交换更快,颗粒物外侧浓度首先升高,接着在浓度差的作用下,内侧颗粒逐渐向外扩散,直至达到平衡;相较与大尺寸的颗粒,在相同体积比的条件下,小颗粒由于气溶胶颗粒物的接触角大,因此表面张力大,水分更难流失;此外,由于大尺寸的气溶胶颗粒物表面积体积比较小,因此颗粒失水速度低,需要更多的时间达到相平衡。     

水平微肋管内基于气液环状流流型的沸腾传热理论模型

本文提出了基于气液环状流的水平螺旋微肋管内沸腾传热理论预测模型.在模型建立过程中,假设环状流液膜是由基底液膜和叠加扰动波液膜单元组成,将无量纲准则数Fr0=G/[gdeρv(ρl-ρv)]0.5作为汽液两相流环状流理论模型的判据建立的模型理论预测值与已由的四种不同结构的微肋管、三种有机工质下得到的实验数据进行了比较,结果表明,在Fr0＞4.0时,提出的环状流预测值理论值或者和预测值符合得较好,或者大幅度改善了原有分层流模型的预测效果,充分说明了提出的环状流理论模型的合理性.     

圆管内油—气—水三相弹状流的生成和发展

利用高速动态分析仪清晰的可视化效果。在一个宽广的流速范围内,观察了垂直上升圆管内油－气－水三相弹状流的形成和转化。将Weisman流型转化过渡区的概念应用到油－气－水三相弹状流流型的研究中,量化了弹状流转化过渡区的边界。提出的弹状流的生成转化边界、弹状流的发展转化边界,很好地包容了前人所得到的弹状流转化边界,为解释众多弹状流边界模型的不一致性,以及合理认识弹状流的特性提供了更可靠的理论依据。