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硅酸盐学报 2012年第6期40卷 899-904页

作者：彭岚周灵敏李友荣文锦雄重庆大学动力工程学院低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

为了了解勾形磁场下相关参数对CdZnTe晶体生长的影响,利用有限元法对坩埚内的热量和动量传递过程进行了全局数值模拟。分析了不同的磁场强度下重力水平、壁面温度梯度对CdZnTe晶体生长过程的影响。结果表明:重力水平存在1个临界值,此时C... 详细信息

为了了解勾形磁场下相关参数对CdZnTe晶体生长的影响,利用有限元法对坩埚内的热量和动量传递过程进行了全局数值模拟。分析了不同的磁场强度下重力水平、壁面温度梯度对CdZnTe晶体生长过程的影响。结果表明:重力水平存在1个临界值,此时CdZnTe熔体内最大流函数最小,流动最弱。随着温度梯度逐渐增大,熔体内最大流函数也逐渐增大,熔体的流动越来越强,不利于晶体稳定生长。通过施加勾形磁场,能有效抑制熔体内的流动,有利于晶体的稳定生长,为地面条件下制备大尺寸CdZnTe晶体创造了条件。

关键词：分离结晶勾形磁场重力水平温度梯度碲锌镉晶体全局模拟

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重力水平与粘度变化对水平槽道泡状湍流影响的数值研究

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常州大学学报（自然科学版） 2016年第1期28卷 60-66页

作者：徐一丹庞明军徐磊袁惠新常州大学机械工程学院江苏常州213016

鉴于泡状流在工业及太空领域均具有广泛的应用前景,综合研究重力及黏度变化对液相湍流的影响是必不可少的。文中采用数值模拟方法,分别研究了气泡加入后重力水平和黏度变化对液相湍流统计量和气相体积分数的影响。结果表明:在常重力下,... 详细信息

鉴于泡状流在工业及太空领域均具有广泛的应用前景,综合研究重力及黏度变化对液相湍流的影响是必不可少的。文中采用数值模拟方法,分别研究了气泡加入后重力水平和黏度变化对液相湍流统计量和气相体积分数的影响。结果表明:在常重力下,气泡注入后湍流强度与雷诺应力被调制,绝大部分大部分气泡聚集在上壁面;而在无重力下,液相的湍流强度及雷诺应力基本不变,气泡均匀分布在槽道内。黏度对液相湍流的影响与重力相类似,不同的是无论黏度改变与否,绝大部分气泡均聚集在上壁面处。且气泡加入后重力水平及黏度变化对液相湍流的影响是由气泡对湍流的调制作用和局部黏度变化共同作用的结果。

关键词：泡状流微气泡湍流调制重力水平黏度变化

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单气泡上浮运动对近壁传热影响的研究

单气泡上浮运动对近壁传热影响的研究

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作者：张文峰常州大学

学位级别：硕士

在国家“双碳”政策的背景下,节能减排显得尤为重要,在工业生产中提高传热效率是重要的环节。工业上内燃机缸体冷却、电动汽车电池冷却、大容量电子设备冷却、压水核反应堆和换热器等领域和设备中气泡的存在和热量传递关系密切,因此探... 详细信息

在国家“双碳”政策的背景下,节能减排显得尤为重要,在工业生产中提高传热效率是重要的环节。工业上内燃机缸体冷却、电动汽车电池冷却、大容量电子设备冷却、压水核反应堆和换热器等领域和设备中气泡的存在和热量传递关系密切,因此探究气泡运动对传热的影响具有重要的工业应用价值。为了能深入了解气泡运动对传热的影响规律和和作用机理,国内外众多学者进行了研究,但研究结果有限,且大多忽略了气泡形变和重力对传热的影响。为此,首先用VOF法数值研究了静水中上浮气泡对传热的影响,接着研究了重力和剪切同时作用下气泡对热壁与液相传热的影响,然后对比了两种宽度通道内气泡注入时的传热情况。通过分析气泡形状、速度场和温度场,给出一些机理解释。并通过实验对模拟结果进行了补充和验证。得到以下几点主要结论:(1)对于静水中靠近热壁面上升的气泡,Eo数越大,气泡的横向尺寸越大,其对流场造成的扰动越大,因此传热强化效果越明显,传热强化的范围也越宽;当Ga数越大和气泡初始距热壁面越近时,气泡初始位置附近区域的传热强化效果越好,但对气泡上升位置附近区域的传热影响不大。分析发现,气泡上升过程产生旋向相反的对涡影响了冷热流体的流动状态,改变了热边界层的厚度,从而影响了壁面附近流体的对流传热效果。(2)在重力和剪切同时作用下,气泡形状同时取决于剪切速率和重力水平的值,进而影响流场和温度场以及传热情况。当剪切速率(Ca数)一定时,重力水平的增加使气泡形状趋于对称;当重力水平(Ga数)恒定时,剪切速率的增加使气泡沿剪切方向的拉伸程度增大。在大剪切速率和高重力水平作用下,气泡形状非常复杂,类似于蝌蚪状。在纯剪切作用下,随着剪切速率的增加,传热方式由热传导转变为热对流。在重力和剪切力同时作用下,气泡下游区域的传热增强;而气泡位置和下游区域的传热减小,传热减小程度与气泡与壁面的距离有关。(3)对比气泡在不同宽度的通道内上升时对液相传热的影响发现,在宽通道内,气泡下游区域传热得到强化,随着进口速度(Re数)的减小和重力水平(Ga数)的增大传热强化变得显著;气泡位置及上游区域传热被弱化,随着进口速度和重力水平的增大,传热弱化变得明显。在窄通道内,气泡下游区域传热被弱化,随着进口速度(Re数)的减小和重力水平(Ga数)的增大传热弱化变得明显;气泡位置及上游区域传热被强化,随着进口速度(Re数)的减小和重力水平(Ga数)的增大传热强化变得显著。(4)实验研究了热壁附近气泡上升对液相传热的影响,结果表明单气泡在热壁附近上浮时,其下游温度边界层变厚,气泡上游变薄;当气泡持续稳定上升时,进气速度越大,相同时间内液相的传热强化效果越好;在相同时间和进气速度下,大气泡比小气泡的传热强化效果好。

关键词：气泡动力学特性传热特性 VOF法剪切作用重力水平

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微重力环境下低温推进剂贮箱内气液界面形变特性研究

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真空与低温 2022年第3期28卷 285-290页

作者：闫春杰郑永煜杨祺杨鹏刘迎文王小军兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000 西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

为保证低温推进剂在轨安全储存,提高主动控压系统效率,开展微重力下“气枕”的构型及形变特性的研究至关重要。采用流体体积函数法模拟微重力条件下低温液体推进剂贮箱内“气枕”的形变特性及液-固接触角、重力水平等因素对“气枕”构... 详细信息

为保证低温推进剂在轨安全储存,提高主动控压系统效率,开展微重力下“气枕”的构型及形变特性的研究至关重要。采用流体体积函数法模拟微重力条件下低温液体推进剂贮箱内“气枕”的形变特性及液-固接触角、重力水平等因素对“气枕”构型的影响。结果表明:由于表面张力作用的存在,液体沿着壁面依附爬升,贮箱内“气枕”最终构型为椭球形回转体。在液体爬升过程中,液体对固体的浸润度随液-固接触角及重力水平的增大而减小,当重力水平小于10-3g,液-固接触角小于20°时,液体浸润面积占比最大,对于低温推进剂长期在轨储存最有利。

关键词：微重力低温推进剂形变特性液-固接触角重力水平

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