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主动冷却点阵夹层防热结构温度响应计算模型

应用数学和力学 2022年第5期43卷 477-489页

作者：彭世彬郭瑞冯上升金峰西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学研究所西安710049 西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049

针对点阵夹层结构主动热防护问题,建立了夹层结构面板和芯体导热与冷却剂对流耦合的非稳态传热理论模型,利用有限体积法离散控制方程并在MATLAB中进行了迭代求解.模型首次考虑了面板与夹芯杆之间的收缩热阻,并利用分离变量法得到了收缩... 详细信息

针对点阵夹层结构主动热防护问题,建立了夹层结构面板和芯体导热与冷却剂对流耦合的非稳态传热理论模型,利用有限体积法离散控制方程并在MATLAB中进行了迭代求解.模型首次考虑了面板与夹芯杆之间的收缩热阻,并利用分离变量法得到了收缩热阻的近似解析解.基于单胞模型和周期性边界条件,模拟得到了模型所需的表面对流传热系数h_(b)和h_(fin).最后,选取多单胞计算工况进行数值模拟和理论模型对比,并讨论了收缩热阻对模型预测精度的影响.结果表明:理论模型能够准确预测夹层结构及内部流体的温度变化,理论与仿真之间的最大误差不超过1%;随着外加热流密度不断增大,忽略收缩热阻使得计算结果造成的误差不断增大;与数值模拟相比,理论模型可显著地减少计算时间并节省计算资源,尤其适用于非均匀、非稳态复杂热载荷下点阵夹层结构的温度响应计算.

关键词：点阵结构主动冷却温度响应防热结构收缩热阻理论模型

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侧流试纸孔径优化数值模型

工程热物理学报 2021年第5期42卷 1257-1262页

作者：贾朋朋冯上升徐峰生物医学信息工程教育部重点实验室西安交通大学生命学院西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学中心西安710049

纸基微流控芯片由于成本低、比表面积大以及良好的生物兼容性等优势在即时检测领域得到快速发展,但是纸基孔隙结构对于检测性能的影响规律和机制尚不清晰。本文针对侧流试纸这一典型纸基微流控芯片,通过将硝酸纤维素膜多孔结构简化为毛... 详细信息

纸基微流控芯片由于成本低、比表面积大以及良好的生物兼容性等优势在即时检测领域得到快速发展,但是纸基孔隙结构对于检测性能的影响规律和机制尚不清晰。本文针对侧流试纸这一典型纸基微流控芯片,通过将硝酸纤维素膜多孔结构简化为毛细平板通道,首次建立了耦合毛细流动和反应输运过程的数值模型,研究了样品液滴流速以及硝酸纤维素膜比表面积对检测信号生成的竞争机制。研究结果表明,样品液滴流速的增加以及更大的膜比表面积均可增强检测信号,且硝酸纤维素膜孔径存在最优值以提高检测灵敏度,为硝酸纤维素膜材料的微观设计优化指明了方向。

关键词：侧流试纸毛细流速比表面积最优孔径

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多孔检测试纸渗透率实验及单胞数值模型

工程热物理学报 2019年第6期40卷 1389-1396页

作者：孙山有铭冯上升卢天健西安交通大学多功能材料和结构教育部重点实验室西安710049 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

本文对侧流试纸NC膜(硝酸纤维素膜)分别进行水平和竖直工况下的毛细流动实验,通过数据拟合得到渗透率。拍摄了NC膜的SEM图片,统计出其粒径和孔径的分布。基于该微观结构图像,提出一套全新的用来预测NC膜渗透率的颗粒立方单胞模型。基于... 详细信息

本文对侧流试纸NC膜(硝酸纤维素膜)分别进行水平和竖直工况下的毛细流动实验,通过数据拟合得到渗透率。拍摄了NC膜的SEM图片,统计出其粒径和孔径的分布。基于该微观结构图像,提出一套全新的用来预测NC膜渗透率的颗粒立方单胞模型。基于颗粒立方单胞模型,推导了孔隙率、孔径和粒径三者间的理论关系,并得到基于称重法所测孔隙率的验证。最后,采用该模型对渗透率进行数值模拟,并与实验结果进行对比。结果表明,颗粒立方单胞模型能够较好地刻画NC膜的结构和渗流特性。

关键词：检测试纸多孔介质毛细流动颗粒立方单胞渗透率

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铜泡沫冲击射流换热及流动可视化研究

工程热物理学报 2015年第9期36卷 2014-2017页

作者：邝九杰冯上升金东范卢天健西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 多功能材料和结构教育部重点实验室西安710049 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

本文实验研究了圆管冲击射流下通孔金属泡沫的流动换热特性,测量了10 PPI和30 PPI铜泡沫的平均努塞尔数Nu_(avg),同时采用烟线法得到冲击射流下铜泡沫的流场可视化图像。结果表明:在较高雷诺数下,存在最优冲击距离使铜泡沫的换热性能最... 详细信息

本文实验研究了圆管冲击射流下通孔金属泡沫的流动换热特性,测量了10 PPI和30 PPI铜泡沫的平均努塞尔数Nu_(avg),同时采用烟线法得到冲击射流下铜泡沫的流场可视化图像。结果表明:在较高雷诺数下,存在最优冲击距离使铜泡沫的换热性能最优;在低雷诺数下,通孔铜泡沫的换热性能受冲击距离的影响较小。孔密度为10 PPI的铜泡沫较30 PPI铜泡沫的换热性能提高了约30%。通过流动可视化解释了铜泡沫的换热性能随冲击距离和PPI变化现象。

关键词：金属泡沫圆管冲击射流烟线法换热流场可视化

C/SiC材料在交替加热和冷却下的冷/热冲击

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C/SiC材料在交替加热和冷却下的冷/热冲击

中国力学大会——2013

作者：王健冯上升卢天健西安交通大学航天学院

采用顺序耦合的研究方法,由Fluent商业软件数值模拟得到高温复合材料在加热及冷却过程中的温度响应,将瞬态温度分布作为热载荷导入ANSYS商业软件中进行应力分析。研究了复合材料面板厚度,燃气温度,冷却对流换热系数对温度及应力分布的影...

采用顺序耦合的研究方法,由Fluent商业软件数值模拟得到高温复合材料在加热及冷却过程中的温度响应,将瞬态温度分布作为热载荷导入ANSYS商业软件中进行应力分析。研究了复合材料面板厚度,燃气温度,冷却对流换热系数对温度及应力分布的影响,研究了平板约束边界条件和温度的非均匀分布对热应力的影响。

关键词：

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中空注浆锚索全长锚固机理及施作形式探讨

中国科技期刊数据库工业A 2024年第8期 0050-0053页

作者：李上升秦宏图郓城县发展和改革局山东菏泽274700 山东省能源集团鲁西矿业彭庄煤矿山东菏泽274700

近年来,随着地下空间的大规模开发利用,岩土工程安全问题日益凸显,而且现代工程建设对施工效率和质量的要求越来越严格,并且随着科技的不断进步,岩土体加固技术也在不断创新和发展,智能化和自动化也成了工程建设的重要趋势。因此,中空... 详细信息

近年来,随着地下空间的大规模开发利用,岩土工程安全问题日益凸显,而且现代工程建设对施工效率和质量的要求越来越严格,并且随着科技的不断进步,岩土体加固技术也在不断创新和发展,智能化和自动化也成了工程建设的重要趋势。因此,中空注浆锚索作为一种高效的岩土体加固技术,其全长锚固机理及施作形式能够有效地提高岩土体的整体稳定性和承载能力,提高施工效率,保证施工质量,实现施工现场的自动化施工和智能化监控。本文通过探究中空注浆锚索的基本工作原理以及施作形式,旨在为工程技术人员提供中空注浆锚索加固技术的理论依据和实践指导,促进岩土体加固技术的持续发展。

关键词：中空注浆锚索全长锚固机理施作形式

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中空固体骨架开孔金属泡沫强制对流

中空固体骨架开孔金属泡沫强制对流

中国力学学会学术大会'2009

作者：冯上升金东范卢天健西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学强度与振动教育部重点实验室

对12种具有不同孔密度和相对密度的中空固体骨架铜泡沫的微结构使用光学显微镜进行了测量,对其单孔孔径、相对密度、名义孔隙率进行了量化表征。然后将它们置于风洞中测试了其在均匀热流密度下的强制对流换热和压阻特性,并和文献实验数... 详细信息

对12种具有不同孔密度和相对密度的中空固体骨架铜泡沫的微结构使用光学显微镜进行了测量,对其单孔孔径、相对密度、名义孔隙率进行了量化表征。然后将它们置于风洞中测试了其在均匀热流密度下的强制对流换热和压阻特性,并和文献实验数据进行了对比。同时,利用

关键词：开孔金属泡沫中空固体骨架换热与流阻达西模型

承载/散热3D打印夹心圆筒结构对流传热特性研究

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承载/散热3D打印夹心圆筒结构对流传热特性研究

中国力学大会（CCTAM2019）

作者：孙山有铭冯上升卢天健西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构研究中心西安交通大学仿生工程与生物力学中心西安交通大学生物信息工程教育部重点实验室

针对燃烧室承载/散热一体化的多功能需求,本文采用3D打印技术制备了一个铝合金夹心圆筒,并开展对流传热实验,建立层流和湍流数值模型,研究了孔形貌对传热和阻力特性的影响,揭示出通道内流态随雷诺数增大的转变过程。建立渐近线交叉理论... 详细信息

针对燃烧室承载/散热一体化的多功能需求,本文采用3D打印技术制备了一个铝合金夹心圆筒,并开展对流传热实验,建立层流和湍流数值模型,研究了孔形貌对传热和阻力特性的影响,揭示出通道内流态随雷诺数增大的转变过程。建立渐近线交叉理论模型,优化得到各芯体最优结构参数,发现在固定泵功下传热性能最优的芯体结构其力学性能一般,因此芯体结构设计必须考虑热/力协同。

关键词：承载/散热一体化渐近线交叉传热优化理论 3D打印对流传热

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翅片/泡沫热沉冲击换热特性数值研究

翅片/泡沫热沉冲击换热特性数值研究

中国力学大会——2013

作者：冯上升邝九杰卢天健西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室

数值模拟了翅片/泡沫复合热沉在冲击射流下的换热性能。建立了固体和多孔介质内耦合流动与换热的数值模型,系统研究了翅片厚度,热沉高度以及翅片数目对复合热沉强化换热效果的影响。对比了冲击冷却下复合热

关键词：