耗散极值原理的电热模拟实验研究

建立了具有32×16节点电阻的电热模拟装置.每个节点的4个电阻可以通过并联低阻值电阻模拟在基材中填充高导热材料.实验表明,使导热性能最优的高导热材料分布与数值模拟结果相一致,从而进一步验证了导热优化的(火积)耗散极值(最小热阻)原理.实验还证明在一般情况下导热过程的优化不宜采用最小熵产原理,因为后者属于热力学优化原理,适用于热功转换过程的优化.     

微重力下对流换热的地面缩比-减压模拟技术

为了地面模拟空间飞行器在微重力条件下的对流换热 ,抑制自然对流 ,消除或减小重力的影响 ,研究了将缩小尺寸和减小压力相结合的缩比 -减压模拟技术 ,并通过数值计算对这一技术进行了验证。研究表明 ,缩比 -减压法可以克服缩比法和减压法在应用时的不足。不论缩小尺寸和减小压力的程度如何 ,只要缩减比相等 ,自然对流的抑制效果就相同。在工程应用中 ,对一定的原型工况 ,采用缩减比参数比采用 Gr/Re2 参数更直观 ,可以指导对地面模拟实验中合适的模型尺寸和工作压力的确定     

玻璃熔窑内配合料熔化的相变模型

配合料熔化模型是玻璃熔窑整体数学模型的重要组成部分，配合料熔化模型合理性影响到玻璃液流数值模拟结果的真实性。本文引入焓方法建立了新的配合料熔化“相变模型”。新模型不但考虑了配合料在水平方向上的温度变化，更考虑了在料层厚度方向上的温度变化及固相到液相的转变。应用新模型计算配合料的非等温相变，可以获得配合料熔化过程更多的信息，模拟结果更接近实际情况。     

抑制自然对流的可视化实验研究

为了验证抑制自然对流的努谢尔数保持技术的正确性，发展了一种大空间气流流场的可视化技术。采用蚊香燃烟示踪气流，激光片光源照亮烟气固体微粒，以显示在不同尺寸模型中不同Ｒｅ数和Ｇｒ数下的流场特征。较好地解决了大面积的恒热流加热的实验技术问题，同时在实现均匀来流、减小烟气扩散等方面也作出了探索；实验获得了十分清晰的模型中的流场可视化照片。两种热缩比模型中的流场的观察结果表明，合理地采用适当尺寸的缩小模型，确实可以在地面消除重力对流动与换热的影响。     

变离心力场中等截面冷却通道的流量计算和实验研究

本文用数值计算得到的数据集，回归出在变离心力场下，等截面管流由于热阻力引起的变密度流流量减少公式，并用热平衡法在旋转试验台上测量了加热条件下通道内的加热量和平均流速．由实验数据集回归出的流量减少公式与数值计算结果相符．     

航天器热控回路的质量全局优化

为了减小载人航天器热控和环境控制生命保障系统的质量 ,在建立的单回路和内外耦合回路流动换热和质量构成的物理数学模型基础上 ,对系统进行了全局轻量化的计算和分析。结果表明 :系统质量全局优化结果不同于其局部优化结果 ;综合考虑各种影响因素 ,对系统进行的质量全局优化可以大幅度地减小单回路和内外耦合回路系统的质量     

螺旋内肋管内对流换热的三维数值模拟

针对螺旋内肋管内壁面结构复杂的特点,发展了一种新的网格划分方法,采用结构化的六面体网格,提高计算精度的同时又可节省计算量。应用Fluent软件对螺旋内肋管内的湍流流动和换热进行了三维数值模拟,数值模拟结果与Jensen等人的实验数据吻合良好。在其他参数相同的条件下对矩形、三角形、半圆形三种顶端外形轮廓的肋片性能进行了数值分析比较。     

方腔斜进风对流换热分叉现象的数值研究

数值模拟了二维方腔两顶角狭缝集中斜进风、两底角狭缝集中出风通风方式下的流动与换热。研究表明 :即使是具有对称结构的开口系统 ,其稳定的流型也可能是不对称的 ;斜进风通风方式在进风角度小于一定值时流动存在静态分叉 ,即随计算初场的不同会得到不同的解 ;这种不对称的流动仍具有较好的流场、温度场分布均匀性以及较高的换热能力 ;在工程上对斜进风进行研究时 ,必须用全场分析的方法 ;数值计算结果与可视化实验的结果得到了较好吻合。该研究为空间站舱内的通风换热系统的设计与选择及其工程应用提供一定的依据     

不连续双斜内肋管的管外换热性能

实验和数值研究了不连续双斜内肋管管外的换热性能.在不连续双斜内肋管管外倾斜凹坑的作用下,不连续双斜内肋管和光滑圆管组成的套管内出现了纵向涡流动,雷诺数为30000~90000时比光滑套管换热增强50%,阻力增加60%～70%.     

异形管管内对流换热性能的测试

本文提出了一种较准确测量管外壁面温度的热电偶埋设方法,实验研究了交叉椭圆管的管内换热性能。结果表明,该方法可较好的将管外换热热阻分离开来,实现异形管内换热性能的测试。