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相变过程中相界面运动的粘弹性特征研究

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广东工业大学学报 1998年第4期15卷 8-12页

作者：刘军民王小涓广东工业大学数理系

从粘弹性理论出发，得到了损耗峰或内耗峰对变温速率和振动频率的依赖关系，并用相关的指数解释了各种实验结果．

关键词：粘弹性内耗马氏体相变相变过程相界面运动

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微细通道内蒸汽直接接触间歇凝结汽液相界面运动特性

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化工进展 2022年第9期41卷 4644-4652页

作者：张猛李树谦张东马坤茹河北科技大学建筑工程学院河北石家庄050018 河北水利电力学院土木工程系河北沧州061001 河北省数据中心相变热管理技术创新中心河北沧州061001 沧州市储热及低品位余热利用型电磁供热技术创新中心河北沧州061001

为探究T形微细通道内蒸汽直接接触间歇凝结汽液相界面的运动特性,利用高速摄像机(帧率为5000帧/s)获取过冷水温33℃、过冷水质量流量6.325g/min、蒸汽温度100℃及蒸汽质量流量0.25g/min工况下的可视化图像。在此基础上定性分析汽液相界... 详细信息

为探究T形微细通道内蒸汽直接接触间歇凝结汽液相界面的运动特性,利用高速摄像机(帧率为5000帧/s)获取过冷水温33℃、过冷水质量流量6.325g/min、蒸汽温度100℃及蒸汽质量流量0.25g/min工况下的可视化图像。在此基础上定性分析汽液相界面的瞬时演变特征,进一步应用图像批处理技术定量分析相界面的前端运动规律,包括相界面位置及速度的瞬时波动特性。研究发现,不同凝结周期内的汽液相界面在蒸汽泡生成直至最大时的形貌、蒸汽泡的溃灭特性等方面有很大差异,主要体现在气泡溃灭时是否发生“局部收缩”和“内爆”等。此外,对于一个典型相界面运动周期而言,蒸汽泡消失阶段所占时间比例最小约为12%。通过分析相界面前端瞬时位置波动曲线,发现利用该曲线获得该工况下的凝结频率为23Hz,且该曲线的峰值分布具有较强周期振荡特性。通过分析相界面前端瞬时速度波动曲线,发现在多个极短时间内出现了速度的瞬时转变以及较为剧烈的多次振荡,速度峰值最大可达11m/s。结合可视化图像,详细描述了相界面速度振荡时的界面演变情况,并揭示“局部收缩”和“内爆”导致速度振荡的机理。

关键词：微通道气液两相流界面间歇凝结相界面运动

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一种捕捉可压缩流体多重交汇界面的改进型LS方法

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高压物理学报 2003年第4期17卷 268-274页

作者：柏劲松陈森华中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

在普通LevelSet(LS)方法基础上,给出了一种捕捉多重交汇界面的改进型LS方法,该方法能够大大减小多重交汇界面之间因光滑而产生的空穴区域,而不影响多重交汇以外区域的界面位置。同时对改进算法进行了测试,并与可压缩流体耦合,给出了多... 详细信息

在普通LevelSet(LS)方法基础上,给出了一种捕捉多重交汇界面的改进型LS方法,该方法能够大大减小多重交汇界面之间因光滑而产生的空穴区域,而不影响多重交汇以外区域的界面位置。同时对改进算法进行了测试,并与可压缩流体耦合,给出了多介质流体多重交汇界面的计算结果。

关键词： Level Set方法界面跟踪可压缩多介质流多重交汇界面欧拉法相界面运动

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NiMnGa合金相界面移动的热动力学分析

NiMnGa合金相界面移动的热动力学分析

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作者：张健重庆师范大学

学位级别：硕士

铁磁形状记忆合金是一类新型智能材料,除具有传统形状记忆合金大应变、高推动力的特点外,还具有磁致伸缩材料和压电陶瓷材料的响应速度快和高效率的优点,是智能材料领域的研究热点之一。作为铁磁形状记忆合金典型材料的NiMnGa,不仅展现... 详细信息

铁磁形状记忆合金是一类新型智能材料,除具有传统形状记忆合金大应变、高推动力的特点外,还具有磁致伸缩材料和压电陶瓷材料的响应速度快和高效率的优点,是智能材料领域的研究热点之一。作为铁磁形状记忆合金典型材料的NiMnGa,不仅展现出了完全的双向形状记忆效应和大的磁感生应变,而且其马氏体相变表现出多样性的特点。由于其磁感生应变的机制就在于磁场诱发孪晶变体的再取向,且最大值都是在马氏体相变刚刚结束时的温度处获得,因此研究孪晶界移动可从另一方面揭示其相变机制。在某些成分的合金中,该材料不仅可以发生磁转变、马氏体相变,而且还可以发生中间马氏体相变或预马氏体相变;调整材料的组分,可使材料的马氏体相变和磁转变同时发生。材料展示出的独特而丰富的物理特性,具有较广泛的研究意义,其展现出来的驱动和传感等应用功能,预示着铁磁形状记忆合金材料在工业各领域都有着较好的应用前景。本论文先采用电弧炉制备多晶材料再通过提拉法制备不同组分的单晶,采用两步热处理工艺对样品进行退火处理,并且通过多种测量手段,如应变测量、电阻测量、X射线衍射、交流磁化率测量、差式扫描量热分析法等,系统的研究了一些组分的NiMnGa单晶的相关物理特性。对提拉法生长的Ni46Mn35Ga19单晶的磁转变和马氏体相变同时发生的转变行为进行了系统表征,分析了这种同时发生的转变行为的内在机制及转变特点。在该合金中同时获得了应变量分别达-0.89%和-1.90%的自发的和磁增强的双向形状记忆效应。根据合金形状记忆的特点和马氏体变体择优取向的机理,对实验结果进行了分析和讨论。基于热力学理论和一些实验数据,对马氏体相变温度分别低于、接近和高于室温的三种非正配分比的Ni-Mn-Ga单晶相变过程的能量做了计算。结果给出相变循环曲线的斜率取决于弹性应变能,并且热滞后由界面的摩擦引起。我们在这些待测样品中发现,从立方结构到四方结构转变过程中的能耗大于亚稳相中的能量。这种结果是由于较大的能量势垒阻碍了马氏体相变过程中从立方结构到四方结构的相界面移动,所以相应的能量损耗较多。对于Ni 52 Mn 24.5 Ga 23.5单晶样品,测量了不同温度下的磁感生应变,样品Ni52Mn24.5Ga23.5单晶的马氏体相变的热滞后较小,马氏体相变时沿着单晶生长方向产生膨胀应变,逆相变时产生收缩应变。该合金的母相为L21面心立方结构,马氏体相为五层(5M)体心的四方结构。利用实验结果分析讨论了Ni52Mn24.5Ga23.5材料的磁感生应变的温度依赖性。发现这种材料具有较大的自发相变应变量和磁感生应变量。N i 52 Mn 24.5 Ga 23.5单晶的磁感生应变温度依赖性较强。根据合金的内禀机制,分析了NiMnGa合金磁感生应变温度依赖性的原因。并利用热动力学原理,计算了磁感生应变加载和卸载磁场一个循环过程中马氏体孪晶界移动的能量损耗,给出了能量损耗随温度变化的关系,结果表明磁感生应变量可定性反映一个循环过程中孪晶界移动的能量损耗。

关键词：铁磁形状记忆合金马氏体相变相界面运动热滞后能量损耗

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微细通道内蒸汽直接接触间歇凝结界面形态及运动特征研究

微细通道内蒸汽直接接触间歇凝结界面形态及运动特征研究

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作者：张猛河北科技大学

学位级别：硕士

蒸汽直接接触间歇凝结是一种具有高传热效率和无中间热阻的凝结方式,具有将过冷水周期性吸入支管的特征。近年来,有学者提出利用微细通道内蒸汽直接间歇凝结诱发的高频汽液两相流振荡特性,使流动沸腾临界热通量显著提高,这在超高热通量... 详细信息

蒸汽直接接触间歇凝结是一种具有高传热效率和无中间热阻的凝结方式,具有将过冷水周期性吸入支管的特征。近年来,有学者提出利用微细通道内蒸汽直接间歇凝结诱发的高频汽液两相流振荡特性,使流动沸腾临界热通量显著提高,这在超高热通量电子器件散热领域具有独特的应用前景。因此,深入探究微细通道内蒸汽直接间歇凝结的汽液相界面形态及运动特征,对于研发新型微通道电子器件散热装置具有重要意义。本文主要做了以下工作:基于设计并搭建的微细尺度蒸汽直接接触凝结测试实验平台,开展在过冷水质量流量5.75-115.09kg/(m·s)、过冷水温度30-65℃及蒸汽质量流量3.09-11.59kg/(m·s)工况下的可视化实验。在153组实验工况下观察到5种典型的间歇凝结流型,根据汽液相界面的凝结方式和形态特征进行了命名和分类,构建了三维凝结流型图。利用图像处理软件Image J和MATLAB对可视化图像进行批量预处理和形态学分析,获取了汽液相界面的形态和运动特征参数,分析了不同流型下的可视化特征参数并探究了汽水工况对前述参数的影响规律。研究发现,5种间歇凝结流型的形态特征参数和运动特征参数差异明显,各类流型的相界面高度随时间变化曲线迥异,可凭此甄别流型。随过冷水温度和蒸汽质量流量增加,相界面的形态特征参数将会明显增大,当过冷水质量流量增加时形态特征参数会大幅减小,运动特征参数随汽水工况变化均呈现出不同的趋势。此外,基于SPSS统计软件,通过多分类多元logistic回归分析获得了汽水参数对于流型的概率关联式,其预测结果准确率最高约为83%。通过线性回归分析计算了汽水参数对于可视化特征参数的相关模型,并获取了其影响程度排序。提出了新型微细通道电子器件散热装置设计思路,并根据多目标规划模型求解了理论最佳工况参数。相关研究结果为后续新型微细通道电子器件散热装置研发提供了一定的理论指导。

关键词：微细通道气液两相流界面间歇凝结相界面运动

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