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题名开孔金属泡沫流场分布和流动阻力的数值分析
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作者
郑紫君
王根伟
宋辉
韩鹏飞
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机构
太原理工大学机械与运载工程学院
太原理工大学航空航天学院
太原理工大学材料强度与结构冲击山西省重点实验室
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出处
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2024年第4期581-590,共10页
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基金
山西省关键核心技术和共性技术研发攻关专项(2020000017)。
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文摘
【目的】为了系统研究开孔金属泡沫中空气流场的流动特性和传热传质特性。【方法】使用几何表示法构建12面体开孔泡沫模型,应用有限单元法模拟了不同入口速度下,泡沫韧带截面形状、孔径密度PPI和流场高度方向泡沫结构对称性等参数对流场分布、传质和流动阻力的影响。【结果】结果表明,随着泡沫韧带截面顶点曲率减小,韧带阻滞作用减弱,流场沿程损失h_(f)减少;增大孔径密度可以提高流场对流强度分布均匀性;在高度方向非对称边界流场对流强度更大,且韧带周围对流强度分布趋向均匀,对称结构则相反;对称边界流场的上下边界处对流速度比非对称边界略大,对称边界更有利于边界物质输运;泡沫结构特征和气体入口速度对流场分布和流动阻力的影响明显。流动问题的量纲分析结果表明,泡沫孔数量越多,流场的沿程损失与气体初始动能的比值越大,增大气体入口速度则比值减少,当入口速度超过6 m/s后,比值趋于稳定。
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关键词
开孔金属泡沫
韧带截面形状
泡沫结构对称性
孔径密度
沿程损失
传质能力
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Keywords
open-cell metal foam
ligament cross-section
symmetry of foam structure
pore size density
friction loss
mass transfer
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分类号
O35
[理学—流体力学]
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