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十字型微通道中非定常分散相速度下液滴生成的数值分析

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高校化学工程学报 2018年第3期32卷 522-528页

作者：陈珉芮钱锦远李晓娟金志江浙江大学化工机械研究所杭州310027 瑞典隆德大学能源科学系瑞典隆德22100

微液滴因其独特的流体力学特性和尺寸效应,在许多领域得到了广泛的应用。在制备微液滴时常使用蠕动泵为流体提供流动推动力。实际上,当时间尺度足够小时,蠕动泵提供的推动力是呈一定周期性变化的,这对液滴的生成来说是一种周期性的扰动... 详细信息

微液滴因其独特的流体力学特性和尺寸效应,在许多领域得到了广泛的应用。在制备微液滴时常使用蠕动泵为流体提供流动推动力。实际上,当时间尺度足够小时,蠕动泵提供的推动力是呈一定周期性变化的,这对液滴的生成来说是一种周期性的扰动。为研究周期性扰动对十字型微通道内液滴生成的影响,本文基于经过验证的模型,在分散相入口流速为时间的正弦函数条件下对液滴生成情况进行了数值模拟。模拟采用流体体积(VOF)模型,以硅油为连续相、水为分散相,首先模拟了两相流体入口流速均为0.01 m×s^(-1)的工况,得到液滴生成时间为0.08 s。导入周期分别为0.04、0.08、0.12、0.16 s以及振幅分别为0.0025、0.005、0.0075、0.01的正弦函数作为分散相入口流速,模拟不同条件下液滴的尺寸和生成时间。模拟结果表明,当正弦函数周期≤0.08 s时,改变周期和振幅对液滴尺寸和生成时间的影响较小;当正弦函数周期大于0.08 s时,液滴尺寸和生成时间会呈现周期性变化。而正弦函数的振幅对液滴的生成影响不明显,只对液滴生成达到稳定状态的时间有影响。

关键词：微通道两相流微液滴入口流速流体体积模型

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特斯拉阀水力空化的数值研究

高校化学工程学报 2020年第4期34卷 884-889页

作者：王涛王昊文林煜琛陈珉芮钱锦远浙江大学能源工程学院化工机械研究所浙江杭州310027

为了研究特斯拉阀在反向流动时会发生的水力空化现象,基于流场仿真软件Fluent,选择标准k-ε湍流模型,针对特斯拉阀的角度、圆的半径、出半圆后的直流管长度这3个参数,采用有效空化面积对水力空化的影响进行数值分析。结果表明,角度越小... 详细信息

为了研究特斯拉阀在反向流动时会发生的水力空化现象,基于流场仿真软件Fluent,选择标准k-ε湍流模型,针对特斯拉阀的角度、圆的半径、出半圆后的直流管长度这3个参数,采用有效空化面积对水力空化的影响进行数值分析。结果表明,角度越小、圆的半径越小、出半圆后的直流道长度越小、整体空化效果越好,最终优化结果为φ=35°,R=12.28 mm,L=14.87 mm。同时,基于空化数表征的空化强度研究发现,特斯拉阀的空化效果明显优于圆形孔板空化器。研究可为特斯拉阀在水力空化以及对应的水力空化污水处理领域的应用提供积极的借鉴意义。

关键词：水力空化特斯拉阀汽含率计算流体力学

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微通道换热器结霜现象的研究进展

现代化工 2017年第11期37卷 47-50,52页

作者：李晓娟钱锦远陈珉芮金志江浙江大学化工机械研究所浙江杭州310027 瑞典隆德大学能源科学系瑞典隆德22100

针对微通道换热器结霜现象,分析了结霜对微通道换热器性能的影响,归纳了影响微通道换热器结霜的因素,包括环境因素和结构因素,并就近年来国内外学者对于这一问题的研究进展进行了综述。

关键词：微通道换热器结霜环境因素结构因素

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减压阀球形节流孔板降噪效果的数值研究

液压与气动 2021年第8期45卷 154-159页

作者：陈珉芮金志江钱锦远浙江大学能源工程学院化工机械研究所浙江杭州310027

由于减压元件的节流作用,流体流经减压阀时压力降低,湍动程度增加,易引发剧烈噪声。在减压阀后设置降噪孔板是一种常用的降噪方式,具有经济简便,降噪效果优良的特点。提出一种球形降噪孔板,研究球形降噪孔板的设置方向及其锥角对过热蒸... 详细信息

由于减压元件的节流作用,流体流经减压阀时压力降低,湍动程度增加,易引发剧烈噪声。在减压阀后设置降噪孔板是一种常用的降噪方式,具有经济简便,降噪效果优良的特点。提出一种球形降噪孔板,研究球形降噪孔板的设置方向及其锥角对过热蒸汽的流动特性和噪声声源的影响。借助Fluent软件,采用k-ε和宽频噪声模型,对在直角形多级套筒式减压阀后设置降噪孔板的流道进行数值模拟。在相同工况下,分析过热蒸汽的流动情况及声功率级,研究不同结构降噪孔板的降噪性能,为减压阀降噪措施的研究提供参考。

关键词：减压阀降噪孔板宽频噪声模型声功率级

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微通道内液-液两相流流型及传质的研究进展

化工进展 2019年第4期38卷 1624-1633页

作者：钱锦远李晓娟吴赞陈珉芮金志江蒙特.桑顿浙江大学能源工程学院化工机械研究所浙江杭州310027 瑞典隆德大学能源科学系瑞典隆德22100

微通道内液-液两相流流动在微化工系统中占有重要的地位,了解微通道内液-液两相流体流动和传质规律对推动其工业化应用有重要作用。本文以微通道内液-液两相流系统为研究对象,简述了不同工况下微通道内液-液两相流流型和混合传质效率,... 详细信息

微通道内液-液两相流流动在微化工系统中占有重要的地位,了解微通道内液-液两相流体流动和传质规律对推动其工业化应用有重要作用。本文以微通道内液-液两相流系统为研究对象,简述了不同工况下微通道内液-液两相流流型和混合传质效率,分析了微通道特征、流体性质和流体流动速度等对流型形成和传质效率的影响。指出目前对于微通道内液-液两相流的研究多处于定性研究,定量研究仅针对某一体系展开,所得结果具有一定的局限性。关于微通道内液-液两相流传质研究实验较多而数值模拟方法相对较少,接下来的研究工作中应该考虑建立微通道内液-液两相流基础研究的数据库,通过分析大量的数据获得有效的流型划分准则和相关经验式以此推动微通道内液-液两相流的工业化应用。同时在传质研究过程中应研究开发相应的数值模拟模型,保证实验和数值模拟相结合,提出有效的传质效率评价机制。

关键词：液-液两相流流型混合传质微通道

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特斯拉阀型微通道热沉换热强化的数值研究

流体机械 2020年第12期48卷 36-42页

作者：钱锦远陈珉芮李晓娟金志江浙江大学能源工程学院化工机械研究所杭州310027

由于受到空间的限制,微电子领域的散热设备必须满足体积小、效率高等特点。微通道热沉因其优良的特性,能够满足微电子设备的散热要求,目前已得到广泛运用。随着微电子技术的发展,电子设备的集成度越来越高,为了设备能够高效平稳运行,对... 详细信息

由于受到空间的限制,微电子领域的散热设备必须满足体积小、效率高等特点。微通道热沉因其优良的特性,能够满足微电子设备的散热要求,目前已得到广泛运用。随着微电子技术的发展,电子设备的集成度越来越高,为了设备能够高效平稳运行,对散热提出了更高的要求。由于特斯拉型通道包含了分叉结构,当冷却流体流经时分叉结构可以增强对流体的扰动,达到增强换热的目的。本文采用数值模拟的方法,对特斯拉阀型微通道热沉的强化换热进行研究。改变特斯拉阀型通道级数、特斯拉阀弧形通道外侧半径以及特斯拉阀的设置方向,得到不同几何参数下特斯拉阀型微通道热沉底面的温度分布、平均温度和冷却流体的进出口压降,从而研究其换热特性和流动特性。当特斯拉阀级数为12,特斯拉阀弧形通道外侧半径为750μm时,微通道热沉的散热效果最好。当冷却流体流量小于5 mL/min时,特斯拉阀正向设置的散热性能及流动性能均优于逆向设置;当冷却流体流量大于5 mL/min时,特斯拉阀逆向设置的散热效果优于正向设置,但需要以更大的流体压降为代价。

关键词：特斯拉阀微通道热沉强化换热

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激光增材修复技术研究现状及展望

大型铸锻件 2023年第4期 1-5,19页

作者：李青宇梁景怡陈珉芮彭航张连重李涤尘王鑫宇中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室四川成都610213 河南科技大学机电工程学院河南洛阳471023 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 西安铂力特增材技术股份有限公司陕西西安710000

在“双碳”背景下,激光增材修复技术与绿色制造高度契合,可实现受损设备零件的快速修复,进一步提升设备的使用寿命、降低设备备品备件的存储量,具有重要的环境保护意义。本文介绍了激光增材修复原理及该技术在航空、船舶、工程机械等多... 详细信息

在“双碳”背景下,激光增材修复技术与绿色制造高度契合,可实现受损设备零件的快速修复,进一步提升设备的使用寿命、降低设备备品备件的存储量,具有重要的环境保护意义。本文介绍了激光增材修复原理及该技术在航空、船舶、工程机械等多个领域的典型应用范例;并从修复装备、修复工艺对修复零件微观组织和宏观力学性能的影响方面研究状况进行了深入分析;最后讨论了现阶段激光增材修复技术所面临的挑战,解决标准体系不完善、设备集成化、智能化程度一般以及材料集约化水平较弱等问题将会是未来该技术发展的主要方向。

关键词：激光增材修复应用现状修复装备修复工艺

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螺旋复合型槽纹管的壳程流动和传热特性分析

化工机械 2019年第2期46卷 146-151页

作者：杨晨陈珉芮钱锦远洪伟荣金志江浙江大学能源工程学院化工机械研究所

针对一种由六头螺旋槽纹管和光管组合而成的新型螺旋复合型槽纹管,在10 000≤Re≤30 000的范围内,观察螺纹部分长度分别为0.1、0.2、0.3m时对壳程流体的流动和传热产生的影响。基于得到验证的数值模拟方法,研究不同Re下流体在壳程的流... 详细信息

针对一种由六头螺旋槽纹管和光管组合而成的新型螺旋复合型槽纹管,在10 000≤Re≤30 000的范围内,观察螺纹部分长度分别为0.1、0.2、0.3m时对壳程流体的流动和传热产生的影响。基于得到验证的数值模拟方法,研究不同Re下流体在壳程的流动情况,通过分析二次流的产生与消失过程,发现流体在壳程中流动的规律与螺纹部分长度无关。随着Re的增长,二次流变得更加剧烈,能有效强化传热,而螺旋复合型槽纹管引起的阻力损失也随之增大。

关键词：螺旋复合型槽纹管六头螺旋槽纹管光管强化传热二次流传热特性

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基于超低延迟SSD的页交换机制关键技术

计算机研究与发展 2024年第3期61卷 557-570页

作者：王紫芮蒋德钧中国科学院计算技术研究所先进计算机系统研究中心北京100190 处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

随着内存密集型应用的快速发展,应用对单机内存容量的需求日益增大.然而,受到颗粒密度的限制,内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术,该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备,以达到扩展内存的目的.过去页交... 详细信息

随着内存密集型应用的快速发展,应用对单机内存容量的需求日益增大.然而,受到颗粒密度的限制,内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术,该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备,以达到扩展内存的目的.过去页交换机制由于慢速磁盘的读写速度限制,无法被广泛应用.近年来,得益于超低延迟固态硬盘(solid state drive,SSD)的快速发展,页交换机制可以利用其低延迟的读写特性,提升页交换效率.然而,在低I/O延迟的情况下,传统页交换机制的I/O栈存在巨大的软件开销.首先对使用超低延迟SSD的Linux页交换机制进行测试与分析,发现现有页交换机制的主要瓶颈在于发送请求时存在队头阻塞问题、I/O合并和调度开销,以及内核返回路径上的中断处理和直接内存回收开销.基于分析结果,提出基于超低延迟SSD的页交换机制Ultraswap.Ultraswap在Linux I/O栈的基础上增加对轮询请求的处理,并降低I/O合并与调度开销,实现轻量级的I/O栈.基于Ultraswap的I/O栈,对内核页交换机制的换入与换出路径进一步优化.通过优化对缺页、直接内存回收的处理,降低页交换机制关键路径上的时间开销.实验结果表明Ultraswap在应用测试场景下相比Linux页交换机制能够提升19%的平均性能;在可使用内存比例为20%的情况下,Ultraswap可达到33%的性能提升.

关键词：页交换 I/O栈超低延迟SSD 轮询 NVMe SSD