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轴向热传导和入口效应对圆形微通道对流换热特性的影响

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西安电子科技大学学报 2008年第5期35卷 916-921页

作者：刘焕玲贾建援殷磊西安电子科技大学机电工程学院陕西西安710071

提出了一种考虑轴向热传导、速度滑移、温度跳跃和入口效应情况下圆形微通道能量方程的求解方法.运用分离变量法将能量方程转化为本征值问题,再通过温度跳跃边界条件求解得到了本征值,由本征函数的正交性确定了能量方程的完备解的待定常... 详细信息

提出了一种考虑轴向热传导、速度滑移、温度跳跃和入口效应情况下圆形微通道能量方程的求解方法.运用分离变量法将能量方程转化为本征值问题,再通过温度跳跃边界条件求解得到了本征值,由本征函数的正交性确定了能量方程的完备解的待定常数,给出了流体温度场和努塞尔数的计算表达式.对圆形微通道换热特性进行了数值仿真,结果表明,轴向热传导和入口效应增加了入口处的局部努塞尔数,速度滑移系数越小,局部努塞尔努塞尔数的渐进值越大.

关键词：轴向热传导速度滑移温度跳跃入口效应努塞尔数热交换特性强迫对流

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热壁作用下超薄纳米流体的剪切流动特性

高校化学工程学报 2014年第6期28卷 1223-1229页

作者：周剑锋南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211816

以Couette流动为原型,在壁面Pt原子、液相Ar原子和纳米Cu颗粒相互作用的基础上,考虑与温度相关壁面Pt原子的热振动,建立了热壁作用下超薄纳米流体剪切流动的分子动力学模型。研究发现,壁面Pt原子的振动对纳米流体系统中各颗粒运动的影... 详细信息

以Couette流动为原型,在壁面Pt原子、液相Ar原子和纳米Cu颗粒相互作用的基础上,考虑与温度相关壁面Pt原子的热振动,建立了热壁作用下超薄纳米流体剪切流动的分子动力学模型。研究发现,壁面Pt原子的振动对纳米流体系统中各颗粒运动的影响显著,Ar原子和纳米Cu颗粒沿膜厚方向呈不均匀分布。由于膜厚方向Ar原子的非均匀分布及纳米Cu颗粒的影响,液膜各层的切向速度在膜厚方向上呈非线性变化,且存在明显的边界速度滑移。壁面剪切速度增大,边界速度滑移率增大,系统温度对速度滑移亦有影响。获得了纳米流体的剪切黏度,其随纳米颗粒体积分数的增大而增大。

关键词：纳米流体分子动力学模拟速度滑移剪切黏度

倾斜旋转盘对ZnO-SAE50纳米磁流体流动和传热的影响（英文）

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Journal of Central South University 2019年第5期26卷 1146-1160页

作者： NAYAK M K MEHMOOD Rashid MAKINDE O D MAHIAN O CHAMKHA Ali J Department of Physics Radhakrishna Institute of Technology and EngineeringBhubaneswar-752057India Department of Mathematics Faculty of Natural ScienceHITEC University Taxila-47070Pakistan Faculty of Military Science Stellenbosch UniversityPrivate Bag X2Saldanha 7395South Africa Center for Advanced Technologies Ferdowsi University of MashhadMashhadIran School of Aeronautic Science and Engineering Beihang UniversityBeijing 100191China Mechanical Engineering Department Prince Sultan Endowment for Energy and EnvironmentPrince Mohammad Bin Fahd UniversityAl-Khobar 31952Saudi Arabia RAK Research and Innovation Center American University of Ras Al KhaimahP.O.Box 10021Ras Al KhaimahUnited Arab Emirates

考虑工业中外加磁场对倾斜旋转盘的影响,对氧化锌-SAE50纳米润滑剂的Darcy-Forchheimer混合对流进行了详细研究。研究中同时考虑了滑移流动、热辐射、黏性耗散、Joulian耗散和内部加热的影响,对当前研究进行了改进。考虑到纳米润滑剂热... 详细信息

考虑工业中外加磁场对倾斜旋转盘的影响,对氧化锌-SAE50纳米润滑剂的Darcy-Forchheimer混合对流进行了详细研究。研究中同时考虑了滑移流动、热辐射、黏性耗散、Joulian耗散和内部加热的影响,对当前研究进行了改进。考虑到纳米润滑剂热导率的增大,提出了一种新的微纳米对流模型,即Patel模型。该模型的特点是由于纳米粒子的布朗运动、基于动力学理论的微对流、液体分层和粒子聚集而引起的比表面积和纳米对流的变化。利用Runge-Kutta-Fehlberg方法,对适当变换的控制方程进行了数值求解。分析表明,外加磁场、介质的孔隙度、速度滑移和惯性系数减慢了ZnO-SAE50纳米润滑剂的径向和切向流动,从而导致速度和热边界层的改善。

关键词： ZnO-SAE50纳米流体 Darcy-Forchheimer磁流体(MHD) 热辐射速度滑移黏性耗散内部加热

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微通道内亲疏水壁面特性对入口段长度的影响

航空动力学报 2021年第2期36卷 384-395页

作者：吴瀚枭杨雯李海旺徐天彤方卫东聂芃芃夏双枝北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 北京航空航天大学航空发动机研究院航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术国家级重点实验室成都610213 中国保利集团新时代科技有限公司北京100088 北京航空航天大学高等理工学院北京100191

针对水力直径为200μm的微尺度通道,采用数值模拟的方法研究了壁面亲疏水特性产生的速度滑移对微尺度通道入口段长度的影响,建立了包含滑移长度影响的入口段长度修正计算公式。研究表明:相同流量下,速度滑移的存在使得微尺度通道充分发... 详细信息

针对水力直径为200μm的微尺度通道,采用数值模拟的方法研究了壁面亲疏水特性产生的速度滑移对微尺度通道入口段长度的影响,建立了包含滑移长度影响的入口段长度修正计算公式。研究表明:相同流量下,速度滑移的存在使得微尺度通道充分发展段的最大速度减小,从而缩短了入口段长度,且在低雷诺数区域,入口段的缩短效应更为显著。针对不同的雷诺数区域分别进行无量纲入口段长度计算公式的拟合,得到拟合系数随滑移长度的变化规律与对应关系,从而建立了滑移长度对入口段长度的修正计算方法和准则关系式,利用修正公式计算的结果与数值模拟结果相比,最大误差为3.7%。

关键词：亲疏水壁面微通道速度滑移壁面切应力入口段

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局部多孔质气浮止推轴承的设计研究

中国机械工程 2008年第1期19卷 38-43页

作者：王建敏戴一帆李圣怡国防科学技术大学长沙410073

建立了局部多孔质气浮轴承的理论模型,该模型考虑了轴承气膜交界面处的切向速度滑移。利用有限元方法对所建立的模型进行了理论仿真,轴承静态特性的仿真与试验结果取得了较好的一致性,说明经过修改后的雷诺方程可以用来作为局部多孔质... 详细信息

建立了局部多孔质气浮轴承的理论模型,该模型考虑了轴承气膜交界面处的切向速度滑移。利用有限元方法对所建立的模型进行了理论仿真,轴承静态特性的仿真与试验结果取得了较好的一致性,说明经过修改后的雷诺方程可以用来作为局部多孔质气浮轴承研究的理论模型。利用该模型成功计算出不同渗透系数、不同厚度及不同直径的局部多孔质气浮轴承的流量、承载及刚度特性,并给出了相应的变化曲线。根据仿真结论,提出了局部多孔质气浮止推轴承的设计准则。另外,从理论上将该类轴承与全多孔质类型气浮轴的承特性进行了对比,表明局部多孔质气浮轴承有着优良的特性,有很好的应用前景。

关键词：多孔质气体静压止推轴承有限元法多孔质速度滑移

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微流动的同伦分析法解析求解

工程热物理学报 2009年第1期30卷 132-134页

作者：张田田贾力王志成北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

建立了滑移流区二阶滑移流动的控制方程,引入相似变换将微尺度二阶滑移流动的控制方程变换为非线性常微分方程。采用同伦分析法解析求解了该方程,获得了微尺度滑移流动的速度分布,发现在不同Knudsen数下,充分发展段无量纲速度分布有同... 详细信息

建立了滑移流区二阶滑移流动的控制方程,引入相似变换将微尺度二阶滑移流动的控制方程变换为非线性常微分方程。采用同伦分析法解析求解了该方程,获得了微尺度滑移流动的速度分布,发现在不同Knudsen数下,充分发展段无量纲速度分布有同一交点。通过与文献结果对比验证了本文求解结果的正确性。为深入研究微尺度滑移流动的物理本质提供了数学支持。

关键词：微流动速度滑移同伦分析法相似变换

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粗糙微通道内液体流动的多尺度耦合模拟

工程热物理学报 2011年第7期32卷 1095-1098页

作者：殷欣何雅玲陶文铨孙杰西安交通大学能源与动力工程学院动力工程多相流国家重点实验室热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

采用分子动力学与有限容积法多尺度耦合算法对粗糙微通道内的液体Poiseuille流动进行了模拟。分析了粗糙元高度、分布以及几何形状对通道内流动速度和边界滑移长度的影响。结果表明:随着粗糙元高度的增加,流动速度和粗糙元间隙底部壁面... 详细信息

采用分子动力学与有限容积法多尺度耦合算法对粗糙微通道内的液体Poiseuille流动进行了模拟。分析了粗糙元高度、分布以及几何形状对通道内流动速度和边界滑移长度的影响。结果表明:随着粗糙元高度的增加,流动速度和粗糙元间隙底部壁面上滑移长度均减小;粗糙元分布越密或不同几何形状粗糙元所对应的固壁原子数越多,滑移长度越小,但流动速度变化不大。综合看来,粗糙元高度是影响微通道内液体流动的最主要因素。

关键词：分子动力学多尺度耦合算法粗糙微通道速度滑移

FV-MD耦合算法在微通道流动研究中的应用

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工程热物理学报 2009年第10期30卷 1631-1634页

作者：孙杰何雅玲陶文铨西安交通大学能源与动力工程学院动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

本文采用有限容积(FV)-分子动力学(MD)耦合算法对微通道内的液体流动进行了模拟研究。分析了通道宽度以及流固作用势强度对流体流动形式和壁面滑移速度的影响。结果显示:通道宽度减小与流固作用势的减弱都会使速度分布与宏观尺度下的分... 详细信息

本文采用有限容积(FV)-分子动力学(MD)耦合算法对微通道内的液体流动进行了模拟研究。分析了通道宽度以及流固作用势强度对流体流动形式和壁面滑移速度的影响。结果显示:通道宽度减小与流固作用势的减弱都会使速度分布与宏观尺度下的分析解出现更大偏离,滑移速度与滑移长度明显增加。对于流体为液体氩,壁面为金属铂的工况条件,当通道宽度超过约0.6μm时,滑移速度不足最大流速的0.5%,滑移长度不足通道宽度的0.2%。

关键词：分子动力学有限容积法耦合算法微通道流动速度滑移

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有限空间风沙流动数值模拟及边界条件问题

清华大学学报（自然科学版） 2004年第8期44卷 1079-1082页

作者：周芳祁海鹰由长福徐旭常清华大学热能工程系煤的清洁燃烧技术国家重点实验室北京100084

采用Euler方法的双流体模型和颗粒动理学方法对二维风沙气固两相流动进行了数值模拟,研究不同边界条件下的气固两相速度与浓度分布以及进口条件下的风沙流动。结果表明,对边界为固体壁面的流动,沙粒边界条件对其浓度分布有严重的影响,... 详细信息

采用Euler方法的双流体模型和颗粒动理学方法对二维风沙气固两相流动进行了数值模拟,研究不同边界条件下的气固两相速度与浓度分布以及进口条件下的风沙流动。结果表明,对边界为固体壁面的流动,沙粒边界条件对其浓度分布有严重的影响,必须计及能量平衡和沙粒速度滑移效应,体现为沙面上的沙粒起动和碰撞特性;进口效应的存在使得在较短的距离内不能获得合理的流动结构,要求根据实验给出准确的进口条件,或者计算域有足够的长度,使流动结构不受进口效应的影响。

关键词：气固两相流风沙流颗粒温度颗粒边界条件速度滑移进口效应