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各向异性Kelvin泡沫胞元高径比对其流动传热特性的影响

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空气动力学学报 2024年第1期42卷 55-66,I0002页

作者：张超孔祥壮杜雁霞王娴肖光明西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 空天飞行空气动力科学技术全国重点实验室绵阳621000

飞行器热管理系统中所用的高孔隙率泡沫材料具有质量轻、比表面积大等优点,孔隙尺度几何参数的优化设计对有效提升综合传热性能、降低结构质量至关重要。以各向异性Kelvin泡沫胞元为研究对象,采用混合热格子Boltzmann方法以及多GPU加速... 详细信息

飞行器热管理系统中所用的高孔隙率泡沫材料具有质量轻、比表面积大等优点,孔隙尺度几何参数的优化设计对有效提升综合传热性能、降低结构质量至关重要。以各向异性Kelvin泡沫胞元为研究对象,采用混合热格子Boltzmann方法以及多GPU加速技术,实现了同时考虑泡沫骨架导热和多胞元孔隙尺度强迫对流换热的共轭传热数值模拟。在上述基础上,分别选取了Re=10、100、1000计算条件,开展了不同胞元高径比(H/D=0.5、0.75、1.0、1.5、2.0)对其流动传热特性的影响规律研究。结果表明,在不同Re条件下,随着各向异性Kelvin泡沫H/D的减小,其泡沫内部的流动阻力及努塞尔数均增大,且随着Re的增大,对流换热的作用增强,H/D的影响也更为明显。此外,相比于流动阻力,结构传热性能受H/D的影响变化速率更大,由此造成综合传热因子(j/f^(1/3))与H/D成反比关系,即减小Kelvin胞元H/D可有效提高泡沫结构的综合传热性能。

关键词：各向异性 Kelvin泡沫流动阻力综合传热因子

波节形状对波节管结构稳定性和传热特性的影响

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哈尔滨工业大学学报 2013年第7期45卷 57-62页

作者：张伟玮韩聪韩怀志苑世剑李炳熙哈尔滨工业大学金属精密热加工国防科技重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150090

针对不同形状的波节管的成形精度、结构稳定性以及传热特性差异较大.通过实验研究、理论校核和数值模拟相结合的方法,重点研究不同的波节形状(波谷圆角半径R和波节高度H)对波节管成形精度、轴向补偿能力、平面抗失稳能力以及传热特性的... 详细信息

针对不同形状的波节管的成形精度、结构稳定性以及传热特性差异较大.通过实验研究、理论校核和数值模拟相结合的方法,重点研究不同的波节形状(波谷圆角半径R和波节高度H)对波节管成形精度、轴向补偿能力、平面抗失稳能力以及传热特性的影响规律.研究结果表明:内高压成形波节管的成形精度随着波谷圆角半径R的增大而提高;波节管的轴向位移补偿能力随波节高度H的增加而增大;抗平面失稳能力和抗疲劳能力随波节高度H的增加而降低;综合传热因子η随着波谷圆角半径R增大和波节高度H的增加均是先增大后减小.综合考虑上述各个因素,对于所研究的内高压成形波节管,当波节高度H为2.5 mm,波谷圆角半径R为30 mm时,波节管具备良好的综合特性.

关键词：波节管内高压成形成形精度结构稳定性综合传热因子

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壁面阵列梯形凸起的矩形通道传热特性

兰州交通大学学报 2022年第3期41卷 100-107,122页

作者：何璟王良璧杨成兰州交通大学化学化工学院兰州730070 兰州交通大学机电工程学院兰州730070 兰州交通大学铁道车辆热工教育部重点实验室兰州730070

对壁面阵列双端倒角长方状梯形凸起时矩形通道的传热和流动特性以及强化传热综合性能进行了数值研究.分析了雷诺数在6000~16000范围内通道的摩擦阻力因数、努塞尔数、综合传热因子的变化情况.结果表明:阵列双端倒角长方状梯形凸起组成... 详细信息

对壁面阵列双端倒角长方状梯形凸起时矩形通道的传热和流动特性以及强化传热综合性能进行了数值研究.分析了雷诺数在6000~16000范围内通道的摩擦阻力因数、努塞尔数、综合传热因子的变化情况.结果表明:阵列双端倒角长方状梯形凸起组成的通道具有强化传热效果,且在雷诺数较低的情况下,强化传热效果更好.当肋攻角30°、倾斜角60°时,相对凸起间距0.741所对应的矩形通道的换热性能最好.倾斜角过大或过小都会对强化传热效果减弱,强化传热的同时阻力也随之增大;不同凸起间距对于流动与传热有着一定的影响,过大或过小的凸起间距都会降低传热性能;等泵功综合传热因子随着雷诺数的增大而减小,在倾斜角或凸起间距相同时,在雷诺数较低的情况下,壁面阵列长方状梯形凸起的矩形通道的综合性能更好;等泵功综合传热因子值介于1.6至1.9之间,不同倾斜角对综合传热能力差别不大;凸起间距过大或过小都会对综合传热能力减弱.

关键词：梯形凸起矩形通道肋攻角倾斜角凸起间距综合传热因子

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锥形内肋管传热与流阻性能的数值模拟

热科学与技术 2015年第3期14卷 196-202页

作者：曹海亮贾宝光郑伟王定标郑州大学化工与能源学院河南郑州450001

根据纵向涡强化传热技术提出了新型的强化换热管——锥形内肋管。运用数值模拟方法,研究了新型强化换热管结构参数锥底宽度a、导程P、肋深e和Re对Nu、沿程阻力系数f及传热综合因子η的影响。结果表明:换热管内壁面边缘处产生了较多的微... 详细信息

根据纵向涡强化传热技术提出了新型的强化换热管——锥形内肋管。运用数值模拟方法,研究了新型强化换热管结构参数锥底宽度a、导程P、肋深e和Re对Nu、沿程阻力系数f及传热综合因子η的影响。结果表明:换热管内壁面边缘处产生了较多的微小涡流,有效破坏了流动边界层,强化了传热。在充分湍流的条件下,流体Re越小、e越小,其综合传热性能越强。当Re综合传热性能分析,给出了适合不同Re区间的锥形内肋优化参数。

关键词：换热管强化传热数值模拟综合传热因子

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波节管管内氦气流动与传热的计算及分析

华北电力大学学报（自然科学版） 2012年第1期39卷 59-63页

作者：韩怀志李炳熙何玉荣哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对氦气在光管及波节管中的传热特性及阻力特性进行了Reynolds Stress Model(RSM)数值模拟研究。对比了不同结构波节管努塞尔特数Nu和摩擦阻力系数f的变化规律,为了深入研究强化换热,随后又分析了不同结构下综合传热因子η的变化规律... 详细信息

针对氦气在光管及波节管中的传热特性及阻力特性进行了Reynolds Stress Model(RSM)数值模拟研究。对比了不同结构波节管努塞尔特数Nu和摩擦阻力系数f的变化规律,为了深入研究强化换热,随后又分析了不同结构下综合传热因子η的变化规律。结果表明波距P和波谷半径r对波纹管传热性能、阻力性能和综合传热性能都有一定程度的影响。在雷诺数较低,波距较大,波谷半径较大的情况下,波节管具有更佳综合性能。

关键词：波节管雷诺应力模型努塞尔特数摩擦因子综合传热因子