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核动力工程 2013年第2期34卷 44-50页

作者：马建黄彦平刘晓钟李隆键中核集团核反应堆热工水力技术重点实验室成都610041 重庆大学动力工程学院重庆400030

为获得摇摆条件下窄缝矩形通道内充分发展层流流动规律,首先根据流体质点受力分析结果求解摇摆条件下的动量方程获得层流充分发展速度分布和摩擦系数的理论解;然后开展角振幅±15°、周期8 s摇摆条件下900≤Re≤2600范围内的层流等温流... 详细信息

为获得摇摆条件下窄缝矩形通道内充分发展层流流动规律,首先根据流体质点受力分析结果求解摇摆条件下的动量方程获得层流充分发展速度分布和摩擦系数的理论解;然后开展角振幅±15°、周期8 s摇摆条件下900≤Re≤2600范围内的层流等温流动实验。理论和实验研究结果表明,摇摆条件相对静止条件的最大不同在于各项质量力的周期性变化会引起压力梯度的周期性变化,流体动力结构关系进行重新调整。其中,流体所受剪切力不发生变化,各项质量力产生的压降波动会相应地引起总压降的波动,而摩擦压降和流量不发生变化;摇摆条件下层流摩擦系数也不发生变化,并且理论预测值相对实验值的偏差在-1.1%～+4.3%的范围,两者具有较好的一致性。

关键词：摇摆窄缝矩形通道充分发展层流

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一种计算板翅式换热器二次表面换热的新模型

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西安交通大学学报 2004年第5期38卷 496-499页

作者：米廷灿厉彦忠王江祝银海西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

通过建立动量方程和能量控制方程得到了一种确定板翅式换热器二次表面换热性能的新方法,并且在控制方程的基础上,得到了一个表示板翅式换热器翅片传热性能的无量纲量ξ.采用有限容积法解控制方程的结果表明,二次表面的效率随着ξ的增加... 详细信息

通过建立动量方程和能量控制方程得到了一种确定板翅式换热器二次表面换热性能的新方法,并且在控制方程的基础上,得到了一个表示板翅式换热器翅片传热性能的无量纲量ξ.采用有限容积法解控制方程的结果表明,二次表面的效率随着ξ的增加而增大.通过使用新模型和传统计算方法对比计算表明,在ξ较大的情况下用传统方法计算出的努赛尔数有很好的精度,在ξ较小时传统方法的计算值偏高.随着ξ的减小,传统方法计算值的偏差会增大.与传统的计算方法相比较,新方法更加合理、更加科学.

关键词：板翅式换热器翅片效率有限容积法充分发展层流

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微管道流动中壁面粗糙度的影响机理

微管道流动中壁面粗糙度的影响机理

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作者：杨慧敏浙江大学

学位级别：硕士

微机电系统(MEMS)是在微电子及微机械等学科基础上发展起来的新兴多学科交叉研究领域，是当今科学技术最具潜力的发展方向之一，而微流体系统是这一研究领域中的热点。关于微流体的研究，各国研究者作了大量试验并提出多种数学模型解释... 详细信息

微机电系统(MEMS)是在微电子及微机械等学科基础上发展起来的新兴多学科交叉研究领域，是当今科学技术最具潜力的发展方向之一，而微流体系统是这一研究领域中的热点。关于微流体的研究，各国研究者作了大量试验并提出多种数学模型解释微流动特性。本文主要从理论分析和数值计算的角度研究粗糙度对微流体流动的影响机理，主要从以下几个方面进行研究： (1) 关于粗糙壁面管流的流体充分发展的条件，提出沿轴向的横截面上速度周期性分布这样一个概念，从理论上证明压力—流量的线性关系不随雷诺数改变。 (2) 建立用两个尺度描述的粗糙度模型，用有限元的计算方法对不同粗糙度的计算模型进行计算，并得到不同粗糙度情况的计算结果。建立了一个简单的适于工程应用的公式估算Darcy阻力系数与粗糙度的变化关系。 (3) 计算了入口段长度与雷诺数的关系，得到在不同雷诺数情况下，管流需要充分发展的最短的管道长度。 (4) 应用在研究湍流中的雷诺应力的概念和方法于脉动流动的研究。 (5) 对不同粗糙度的正弦粗糙度模型进行重点研究，寻找雷诺数、Strouhal数和脉动振幅等因素对脉动流动的影响。提出实验观察到的压力—流量随雷诺数增加偏离线性的关系的原因很可能是流量的微小脉动。

关键词：壁面粗糙度充分发展层流摩擦阻力系数脉动有限元计算法

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非结构化网格中非牛顿流体在偏心圆环管中流动与传热的数值研究

非结构化网格中非牛顿流体在偏心圆环管中流动与传热的数值研究

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作者：葛巧玉南京理工大学

学位级别：硕士

非牛顿流体在偏心圆环管中的流动和传热问题,在食品机械和石油化工等各大领域有着广泛的应用。对于这些相关问题的实验和数值研究有着重大的实际意义,同时也有一定的挑战性,即非牛顿流体在偏心圆环管中的流动和传热问题,在近十几年以来... 详细信息

非牛顿流体在偏心圆环管中的流动和传热问题,在食品机械和石油化工等各大领域有着广泛的应用。对于这些相关问题的实验和数值研究有着重大的实际意义,同时也有一定的挑战性,即非牛顿流体在偏心圆环管中的流动和传热问题,在近十几年以来一直引起人们的关注。这些不仅仅是因为其实用意义,更主要是因为其流体特性和流动通道的复杂性。本研究将采用非结构化网格中有限体积方法,应用到此类问题的数值求解中,以寻求一种适合用于复杂通道中各类流体流动传热问题求解的方法和途径。由于非结构化网格的几何适应性,在对偏心圆环通道问题的求解中,不需要进行坐标转换和网格适应性分析,即免去了大量的数学推导计算。这种离散网格的分布不像结构化网格那样有规律可循。对于二维非结构网格可以是三角形或四边形,每一个控制体内变量都由控制体中心处的值表示,因此网格越细计算结果越精确。除了偏心圆环通道,其它各类不规则通道也可以通过非结构化离散的方法进行计算。本研究计算了若干复杂通道中充分发展层流的明槽流动,并在简单通道中将数值解与解析解相互对比,以此验证本算法的正确性。而对于偏心圆环管中的流动和传热,则给出了各种不同偏心率(ε*=0.2,0.5,0.8)和半径比(r*=0.2,0.5,0.8)情况下的结果,以研究通道尺寸对流场和温度场,摩擦因子和努谢尔数的影响。对非牛顿流体的模拟采用了剪切应力符合Ostwald-de Waele关系的幂率模型,分别对多种剪切稀化流(n=0.6,0.8)和剪切稠化流(n=1.2,1.6,1.8)进行了详细的计算分析,并与牛顿流体的结果相比较。基于Ostwald-de Waele关系式,幂率流体的粘性系数具有非线性特性,并是流速的高阶非线性函数,对此粘性系数的离散也是本研究重点和难点。本文在笛卡尔坐标系下采用基元中心法,分别在两个坐标轴方向求得相关各项变量的平均值,从而得到依赖速度梯度的非线性粘性系数。计算结果证明非牛顿流体的幂率因子越接近1,其非线性越低,数值计算越容易达到收敛。

关键词：非牛顿流体偏心圆环通道非结构化网格充分发展层流

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偏心圆环管中非牛顿流体流动的数值计算

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河北工业大学学报 2007年第5期36卷 77-82页

作者：许彬张敏王秀春房萍萍南京理工大学动力工程学院江苏南京210094 河北工业大学能源与环境工程学院天津300132

通过坐标变换,在偏心圆环域中生成正交结构化网格,用有限差分法以及二阶精度的离散格式,研究计算非牛顿流体在充分发展层流情况下的流动特性,并将其计算结果同牛顿流体和实验结果相比较.在不同偏心率(0≤∈*≤0.6),不同半径率(0.2≤r*≤... 详细信息

通过坐标变换,在偏心圆环域中生成正交结构化网格,用有限差分法以及二阶精度的离散格式,研究计算非牛顿流体在充分发展层流情况下的流动特性,并将其计算结果同牛顿流体和实验结果相比较.在不同偏心率(0≤∈*≤0.6),不同半径率(0.2≤r*≤0.8),和不同流体指数(0.2≤n≤ 1)范围内寻找流动滞止规律,以此为石油化工工业生产过程提供有参考性的结果.

关键词：偏心圆环管充分发展层流非牛顿流体结构化网格坐标变换

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板翅式换热器矩形通道二次表面换热性能理论计算

板翅式换热器矩形通道二次表面换热性能理论计算

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第六届全国低温与制冷工程大会

作者：米廷灿厉彦忠西安交通大学能动学院

为了确定板翅换热器二次表面的换热性能,本文通过建立动量方程和能量控制方程得到了一种新的分析方法,并且在控制方程的基础上,定义了一个表示板翅换热器翅片传热性能的无量纲量ξ。采用有限容积法求解控制方程的结果表明,二次表面的效... 详细信息

为了确定板翅换热器二次表面的换热性能,本文通过建立动量方程和能量控制方程得到了一种新的分析方法,并且在控制方程的基础上,定义了一个表示板翅换热器翅片传热性能的无量纲量ξ。采用有限容积法求解控制方程的结果表明,二次表面的效率随着无量纲ξ增加而增加。利用该方法计算了局部努塞尔数(Nu)在一次表面和二次表面上的变化规律,结果表明,二次表面上换热系数比一次表面上换热系数大,局部换热系数在换热面的中间最大,两边最小。新的分析方法与传统的方法相比较更科学也更合理。

关键词：板翅式换热器翅片效率有限容积法充分发展层流

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浅谈研究式教学-理解从积分形式动量方程可导出圆管内流动的微分控制方程

浅谈研究式教学-理解从积分形式动量方程可导出圆管内流动的微分...

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中国力学学会学术大会'2009

作者：黄树新上海交通大学工程力学系

介绍一个通过研究把教学内容简单而细致地讲清楚的教学事例。讨论了从两种不同途经建立起来的不可压缩常黏度流体在圆管内作充分发展层流流动的微分方程。通过文献查阅、简单分析和细致推导等3个方面分析了两个方程之间的联系,说明利用... 详细信息

介绍一个通过研究把教学内容简单而细致地讲清楚的教学事例。讨论了从两种不同途经建立起来的不可压缩常黏度流体在圆管内作充分发展层流流动的微分方程。通过文献查阅、简单分析和细致推导等3个方面分析了两个方程之间的联系,说明利用积分形式动量方程导出的流

关键词：研究式教学圆管流动充分发展层流微分形式方程流动控制

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