燃烧室壁冲击-逆向对流-气膜冷却特性的数值研究 被引量：8

1

作者 李彬 吉洪湖 +1 位作者 江义军 李锋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期365-369,共5页

采用FLUENT软件对冲击-逆向对流-气膜冷却结构进行了流固耦合计算,得到了对流通道和气膜形成区流场、流体温度场以及固壁温度场分布,分析了该冷却结构内部复杂的流动和换热情况.计算研究目的是摸索一种火焰筒壁温的计算方法,以较好地获... 采用FLUENT软件对冲击-逆向对流-气膜冷却结构进行了流固耦合计算,得到了对流通道和气膜形成区流场、流体温度场以及固壁温度场分布,分析了该冷却结构内部复杂的流动和换热情况.计算研究目的是摸索一种火焰筒壁温的计算方法,以较好地获得火焰筒壁温分布.计算结果和试验结果进行了对比,两者有较好的吻合性.分析表明采用流固耦合计算获取冲击-逆向对流-气膜冷却结构的壁温分布是可行的. 展开更多

关键词 航空 航天推进系统 冷却 流固耦合 热传导 数值仿真

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基于遗传算法的混凝土施工通水冷却系统参数优化研究 被引量：7

2

作者 叶敏 叶志强 焦生杰 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第2期19-23,共5页

针对蜀河水电站工程概况、水文地质和气象条件,基于传统公式计算出其混凝土施工通水冷却系统的关键参数。基于热力耦合和流固共轭传热方程建立了混凝土结构体通水冷却有限元仿真模型,实现了流固双向耦合数据传导,计算了混凝土结构体的... 针对蜀河水电站工程概况、水文地质和气象条件,基于传统公式计算出其混凝土施工通水冷却系统的关键参数。基于热力耦合和流固共轭传热方程建立了混凝土结构体通水冷却有限元仿真模型,实现了流固双向耦合数据传导,计算了混凝土结构体的温度场和应力场分布。以冷却系统的能源消耗最低为目标,采用加权法求取混凝土结构温度和应力作为遗传优化的判别条件,应用遗传算法对不同冷却水流速、冷却水温度和冷却水管直径进行了综合优化。优化结果表明,在保证总体冷却效果的同时,优化方案的经济性可提高16%,为混凝土施工通水冷却系统的高效节能提供了实证参考。 展开更多

关键词 混凝土施工 通水冷却 遗传优化 流固共轭 热力耦合

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基于流固共轭的沥青骨料烘干筒热力学仿真研究 被引量：2

3

作者 李金平 皇甫艳芳 叶敏 《中国工程机械学报》 北大核心 2015年第4期329-335,共7页

为提高沥青混凝土骨料烘干效率,对烘干筒进行了流固共轭热力学仿真分析;阐述了烘干筒的结构、工作原理和关键技术,基于经验法设计了烘干筒的结构尺寸和工艺参数;基于Matlab编程和二次开发的Autolisp语言,建立了不同粒径骨料的随机投放模... 为提高沥青混凝土骨料烘干效率,对烘干筒进行了流固共轭热力学仿真分析;阐述了烘干筒的结构、工作原理和关键技术,基于经验法设计了烘干筒的结构尺寸和工艺参数;基于Matlab编程和二次开发的Autolisp语言,建立了不同粒径骨料的随机投放模型;利用Ansys workbench软件对骨料颗粒烟气烘干的流固耦合共轭传热问题进行了三维数值建模及仿真,研究了不同结构尺寸和工艺参数下烘干筒内的温度空间分布,提出了合理的长度、直径和速度设计参数,为烘干筒的高效节能奠定了理论基础. 展开更多

关键词 流固共轭 随机投放 结构尺寸 工艺参数 温度场

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矩形通道的流固耦合传热模拟 被引量：7

4

作者 毕树茂 刘昌文 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期78-82,103,共6页

针对带发热板的矩形通道,利用CFX程序对其进行流固耦合传热模拟,并对网格进行传热方面的敏感性分析,得到较好的网格尺度。最后,通过与直接添加表面热流密度模拟的对比,分析流固耦合传热模拟的好处。研究结果表明,流固耦合传热模拟能更... 针对带发热板的矩形通道,利用CFX程序对其进行流固耦合传热模拟,并对网格进行传热方面的敏感性分析,得到较好的网格尺度。最后,通过与直接添加表面热流密度模拟的对比,分析流固耦合传热模拟的好处。研究结果表明,流固耦合传热模拟能更准确地研究通道的薄弱环节,提高热工性能。 展开更多

关键词 矩形通道 流固耦合 传热 CFX程序 敏感性分析

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流固耦合固体相变蓄热建模与分析方法 被引量：3

5

作者 杨岑玉 胡晓 +4 位作者 李雅文 邢作霞 高运兴 董佳仪 徐桂芝 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2019年第3期538-543,共6页

固态电热储能技术可以有效地解决风电、光伏、核电等清洁能源消纳问题,成为大规模储能的研究热点之一。针对固态电热储能系统相变材料的传热性能进行研究,根据外置电阻式蓄热体结构特点,提出一种基于流固耦合的蓄热体建模与仿真方法,对... 固态电热储能技术可以有效地解决风电、光伏、核电等清洁能源消纳问题,成为大规模储能的研究热点之一。针对固态电热储能系统相变材料的传热性能进行研究,根据外置电阻式蓄热体结构特点,提出一种基于流固耦合的蓄热体建模与仿真方法,对流场、温度场耦合的问题进行三维数值模拟,从而得到蓄热体在不同工作时刻的温度场、流场分布。通过数值模拟结果与实验数据进行对比,验证流固耦合建模与分析方法的正确性。 展开更多

关键词 固体蓄热 流固耦合 相变 数值模拟 结构优化

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冲击+同向对流+气膜冷却的三维壁温计算与分析 被引量：2

6

作者 王梅娟 宋双文 +1 位作者 胡好生 彭剑勇 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2281-2286,共6页

采用Fluent 6.3软件对冲击+同向对流+气膜冷却结构的壁温进行了流固耦合传热计算,获得了该复合冷却结构的壁温和冷却效果分布规律,并将计算结果与试验结果进行了对比.结果表明:冲击+同向对流+气膜冷却具有壁温分布均匀、冷却效果好等优... 采用Fluent 6.3软件对冲击+同向对流+气膜冷却结构的壁温进行了流固耦合传热计算,获得了该复合冷却结构的壁温和冷却效果分布规律,并将计算结果与试验结果进行了对比.结果表明:冲击+同向对流+气膜冷却具有壁温分布均匀、冷却效果好等优点.计算结果与试验结果的分布趋势一致,最大相对误差为3.6%. 展开更多

关键词 火焰筒 冲击冷却 同向对流 气膜冷却 壁温 流固耦合 数值计算

原文传递

印刷电路板式换热器Zigzag通道流动与传热数值模拟 被引量：17

7

作者 李雪 陈永东 +1 位作者 于改革 吴晓红 《流体机械》 CSCD 北大核心 2017年第11期72-78,共7页

印刷电路板式换热器以其高效、紧凑、耐高温、耐高压等特点,在核能、太阳能、液化天然气等清洁能源领域具有广阔的发展潜力。本文通过建立三维传热数值模型,研究了印刷电路板式换热器Zigzag通道内部冷、热流体的流动与传热基本规律,并... 印刷电路板式换热器以其高效、紧凑、耐高温、耐高压等特点,在核能、太阳能、液化天然气等清洁能源领域具有广阔的发展潜力。本文通过建立三维传热数值模型,研究了印刷电路板式换热器Zigzag通道内部冷、热流体的流动与传热基本规律,并与试验结果进行对比,验证了模型的准确性;分析了Zigzag通道角度对流体流速、温度分布的影响规律,并以(Nu/Nu0)/(f/f0)作为评价指标,对通道角度与流动条件进行耦合优化。研究表明:当Re≥250时,15°、25°的Zigzag通道综合性能优越,且15°的Zigzag通道性能最佳;而30°、45°的Zigzag通道综合性能不理想,尤其是45°的Zigzag通道,其综合性能始终低于直通道。研究结果可为印刷电路板式换热器的热力设计提供重要参考。 展开更多

关键词 PCHE Zigzag通道 通道角度 流固耦合传热 综合性能

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印刷电路板式换热器传热与流动规律及准则式研究 被引量：15

8

作者 李雪 陈永东 +2 位作者 于改革 吴晓红 王严冬 《压力容器》 2017年第12期21-26,共6页

印刷电路板式换热器具有高效的传热性能和可靠的结构特性,在超高温气冷堆、光电发热等领域具有广阔的应用前景。建立了三维流固耦合传热数值模型,在模型有效性验证的基础上,对5°,15°,25°,30°,45°五种角度的Zig... 印刷电路板式换热器具有高效的传热性能和可靠的结构特性,在超高温气冷堆、光电发热等领域具有广阔的应用前景。建立了三维流固耦合传热数值模型,在模型有效性验证的基础上,对5°,15°,25°,30°,45°五种角度的Zigzag通道(Z字形通道)在雷诺数Re≤2000范围内流体的传热与流动规律进行了研究,研究表明角度对流体传热与流动特性影响显著;对45组计算数据进行拟合,引入表征Zigzag通道角度的自变量,建立了综合考虑雷诺数Re、普朗特数Pr和Zigzag通道角度三因素的传热与流动准则式,对印刷电路板式换热器Zigzag通道的热力设计具有指导意义。 展开更多

关键词 印刷电路板式换热器 流固耦合传热 通道角度 传热与流动准则式 热力设计

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不同偏转角对偏流板周围流场的影响 被引量：13

9

作者 马彩东 王如根 孙彬彬 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期147-150,共4页

不同偏转角条件下偏流板的流场特性存在较大的差异,为了确定适当的偏转角θ,文中采用流固耦合传热算法分别对θ为30°、45°、60°、75°时的流场特性进行数值模拟。结果表明:θ=45°时,偏流板周围的设备得到有效... 不同偏转角条件下偏流板的流场特性存在较大的差异,为了确定适当的偏转角θ,文中采用流固耦合传热算法分别对θ为30°、45°、60°、75°时的流场特性进行数值模拟。结果表明:θ=45°时,偏流板周围的设备得到有效的保护。θ=30°时,尾喷管喷出的部分高温燃气经偏流板导流向偏流板后方流动对板后的设备产生影响。θ=60°、75°时,高温燃气回流对偏流板前的设备产生影响。因此45°为相对理想的偏转角度。 展开更多

关键词 偏流板 流固耦合传热 偏转角

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长时间流固耦合传热过程的快速算法 被引量：12

10

作者 孟繁超 董素君 +1 位作者 江泓升 王浚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1224-1230,共7页

针对千秒级长时间流固耦合传热(CHT)过程求解问题,进一步提出一种基于准稳态流场的全局瞬态紧耦合传热的新型松耦合算法。交替使用单独对流体区域进行稳态流场求解的算法更新流场,以及同时对流固区域进行瞬态传热求解的算法计算瞬态温... 针对千秒级长时间流固耦合传热(CHT)过程求解问题,进一步提出一种基于准稳态流场的全局瞬态紧耦合传热的新型松耦合算法。交替使用单独对流体区域进行稳态流场求解的算法更新流场,以及同时对流固区域进行瞬态传热求解的算法计算瞬态温度场。该算法相对于传统流固松耦合算法,可以大大减小流场更新频率,进一步显著提高计算效率。以管内定来流速度空气连续300 s的强制对流瞬态加热过程为例,利用Fluent软件证明了该算法相对于瞬态紧耦合算法获得的管体结构温升最大偏差为5%,而计算耗时减小到14.8%。 展开更多

关键词 流固耦合传热 松耦合 准稳态 计算流体力学(CFD) 强制对流

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淬火过程流动与传递现象数值模拟 被引量：5

11

作者 明平剑 姜任秋 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1132-1137,共6页

根据淬火过程中多相流动与传热的特点,提出了简化模型。基于两相流体动力学及流固耦合传热建立了流动与传热方程。推导出了计算模型并结合大型软件Fluent进行了用户子程序(UDF)设计,利用此方法对影响流动与沸腾传热的几个因素进行了数... 根据淬火过程中多相流动与传热的特点,提出了简化模型。基于两相流体动力学及流固耦合传热建立了流动与传热方程。推导出了计算模型并结合大型软件Fluent进行了用户子程序(UDF)设计,利用此方法对影响流动与沸腾传热的几个因素进行了数值研究,数值计算结果与理论分析吻合。最后对金属铝块的淬火过程进行了计算,计算得到的金属表面测点温度随时间变化历程与文献中实验数据误差在15%以下,表明计算方法可行并且把握了物理过程的本质。 展开更多

关键词 淬火 两相流动 流固耦合传热

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深部开采巷道内流固耦合换热的数值研究 被引量：4

12

作者 吉坤 杨月平 +1 位作者 李腾 潘伟 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2019年第6期68-72,共5页

为了研究深部开采巷道内流固耦合换热过程,采用计算流体软件FLUENT对该过程进行了数值模拟,并利用正交试验和单因素试验方法,探讨了通风温度、围岩壁温、隔热层厚度、巷道长度以及通风速度等因素对巷道降温效果的影响。正交试验结果表明... 为了研究深部开采巷道内流固耦合换热过程,采用计算流体软件FLUENT对该过程进行了数值模拟,并利用正交试验和单因素试验方法,探讨了通风温度、围岩壁温、隔热层厚度、巷道长度以及通风速度等因素对巷道降温效果的影响。正交试验结果表明,各因素对巷道降温效果的影响大小排序为入风温度>壁温>隔热层厚度>巷道长度>风速。单因素试验结果表明,隔热层厚度和巷道终点温度之间呈负幂指数关系,壁温、风温和巷道温度之间呈现出正线性关系。利用SPSS软件对数值试验的结果进行了分析,得到了巷道出口温度与上述因素间的定量关系式,为工程设计提供了有效的参考依据。 展开更多

关键词 深部开采 巷道降温 流固耦合换热 数值模拟

原文传递

方管内混合对流与管壁导热耦合换热的数值模拟 被引量：4

13

作者 张颖莉 种道彤 +1 位作者 刘继平 严俊杰 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期19-24,43,共7页

针对方管内空气混合对流时的流固耦合换热问题,提出将壁面导热作为边界条件进行处理的壁面导热与流动耦合简化计算方法,推导了计算公式,并采用SIMPLER算法进行了数值模拟.算法忽略壁面沿厚度方向的导热,假设管壁温度沿轴向一维分布,采... 针对方管内空气混合对流时的流固耦合换热问题,提出将壁面导热作为边界条件进行处理的壁面导热与流动耦合简化计算方法,推导了计算公式,并采用SIMPLER算法进行了数值模拟.算法忽略壁面沿厚度方向的导热,假设管壁温度沿轴向一维分布,采用热量平衡法建立边界单元的能量守恒方程,将固体区域的导热简化为流体区域的边界条件,以提高计算的精度和可靠性.计算结果表明,受二次流影响,沿通道周向热量从加热面同时沿顺时针和逆时针方向迅速向两边传递,各壁面最大温差小于0.5℃,在轴向归一化长度为2～4时壁面轴向导热热流密度出现最值.平均Nusselt数Num随Reynolds数Re及方管倾斜角度θ的增大而增大,最优倾角在-30°和0°之间变化,但当Re>1 500时,Num随θ的变化近似保持不变.计算结果与实验数据吻合良好,最大偏差小于±28.7%. 展开更多

关键词 流固耦合换热 混合对流 数值模拟 壁面导热 耦合计算

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液态铅铋合金绕丝燃料组件共轭传热数值模拟

14

作者 邓诗雨 卢涛 +3 位作者 邓坚 王啸宇 张喜林 朱大欢 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期59-66,共8页

围绕液态铅铋合金(LBE)的数值模拟研究通常仅针对流体域,而忽略了固体域的影响。为了研究绕丝燃料组件物理模型及边界条件对LBE的流动与传热的影响,基于质量守恒原则、能量守恒原则和传热特性等效原则,设计了燃料棒及绕丝表面有恒热流... 围绕液态铅铋合金(LBE)的数值模拟研究通常仅针对流体域,而忽略了固体域的影响。为了研究绕丝燃料组件物理模型及边界条件对LBE的流动与传热的影响,基于质量守恒原则、能量守恒原则和传热特性等效原则,设计了燃料棒及绕丝表面有恒热流密度的纯流体域模拟、燃料棒及绕丝有恒体积功率的流固共轭传热模拟、燃料棒表面有恒热流密度的纯流体域模拟和燃料棒有恒体积功率的流固共轭传热模拟这4种数值模拟方案,在施加相同总功率条件下,比较了4种方案的LBE和流固边界上的温度分布差异。对比分析4种方案的大涡模拟结果发现:流固共轭传热方案比热流边界方案更具合理性;与Pacio实验数据相比,方案四即燃料棒具有恒体积功率的流固共轭传热的数值模拟结果在流固边界峰值温度上的偏差最小。因此,针对绕丝燃料组件LBE及包壳局部温度峰值的数值预测,推荐采用燃料棒有内热源的流固共轭传热数值模拟方案,能够准确预测绕丝燃料组件内LBE的温度特性。 展开更多

关键词 液态铅铋合金(LBE) 绕丝燃料组件 流固共轭传热 等效原则

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高重复频率水冷Nd:YAG激活镜放大器的温度特性 被引量：2

15

作者 肖凯博 郑建刚 +5 位作者 蒋新颖 蒋学君 吴文龙 严雄伟 王振国 郑万国 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期132-141,共10页

为解决高重复频率大能量激光放大器的热管理问题,采用数值模拟与实验分析的方法,对背面水冷Nd:YAG激活镜放大器的流体散热进行了研究.基于低雷诺数k-ε湍流模型,建立了流-固共轭传热多物理场藕合分析模型,对比分析了近壁面处理方法对流... 为解决高重复频率大能量激光放大器的热管理问题,采用数值模拟与实验分析的方法,对背面水冷Nd:YAG激活镜放大器的流体散热进行了研究.基于低雷诺数k-ε湍流模型,建立了流-固共轭传热多物理场藕合分析模型,对比分析了近壁面处理方法对流体流动、对流扩散和热传导过程及温度分布的影响,分析研究了不同冷却液流量和泵浦参数对流场特性、激光介质温度和波前分布的影响.数值模拟表明:激光介质的温度分布与固液边界层内的黏性作用密切相关,且冷却液的热扩散主要发生在100μm范围内;激光介质的热沉积分布中心对称,而温度分布沿水流方向不对称,最大温升位于出水口端且基本保持不变;增益介质前表面的温度分布与介质的波前分布随冷却液流量非线性变化,而随泵浦参数线性变化;实验结果与数值模拟符合较好. 展开更多

关键词 激活镜放大器 低雷诺数k-ε模型 流固共轭传热 温度分布

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精密离心机热变形多物理场耦合数值计算 被引量：2

16

作者 卢燕 王珏 +1 位作者 凌明祥 杜平安 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期49-53,73,共6页

离心机是惯性导航系统加速度计的标定设备,转盘变形将严重影响标定精度.综合考虑离心机机室内空气流动、流动传热以及机箱和转盘的导热,结合CFD和FEM方法,对精密离心机的热变形进行流-热-固多场耦合计算.分析了多物理场耦合计算原理,采... 离心机是惯性导航系统加速度计的标定设备,转盘变形将严重影响标定精度.综合考虑离心机机室内空气流动、流动传热以及机箱和转盘的导热,结合CFD和FEM方法,对精密离心机的热变形进行流-热-固多场耦合计算.分析了多物理场耦合计算原理,采用流固耦合换热整场求解法计算离心机温度场,采用顺序耦合法计算转盘热变形.计算结果表明:在300r/min转速下,转盘最大温升为1.23℃;越远离转盘中心,温升越大;加速度计安装位置的温度计算值与实测值一致,验证了本方法的正确性;转盘安装加速度计位置的径向热变形为7.89μm,热变形是变形累积的结果且随着转盘转速增加而增大. 展开更多

关键词 精密离心机 多物理场耦合 流固耦合换热 温度场 热变形

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