陆犇
,
姜培学
工程热物理学报
本文对不带肋和带45°肋气膜冷却平板的三维对流换热与导热耦合传热问题进行了数值模拟.网格划分采用非结构化网格,湍流模型为SSTk-ω模型,近壁处采用壁面函数法,采用SIMPLEC算法求解速度和压力的耦合.计算获得了不带肋和带45°肋气膜冷却平板的流场分布和平板内外表面的换热系数值.结果表明带45°肋的气膜冷却平板通道流场结构比较复杂,平板表面平均温度较无肋气膜冷却平板表面平均温度下降,而在近气膜孔区域冷、热表面平均换热系数较无肋时增大.
关键词:
气膜冷却
,
肋
,
温度
,
换热系数
,
数值模拟
彭威
,
姜培学
工程热物理学报
本文采用大涡模拟的方法研究了冷却流通道内流动对气膜冷却的影响.计算结果表明:在本文计算的吹风比0.5的情况下,冷却流通道内流动对气膜横向冷却效率影响不大,但对气膜出流流场有较大的影响.同时计算结果还与RANS的结果进行了比较,采用大涡模拟得到的结果更加接近实验结果,同时大涡模拟能得到气膜出流边界层里更多的湍流场细节.
关键词:
气膜冷却
,
大涡模拟
,
吹风比
祝银海
,
姜培学
,
孙纪国
,
熊宴斌
工程热物理学报
对推力室的喷嘴多孔面板的发汗冷却和燃烧室内的燃料燃烧过程进行了耦合数值计算，建立了一个带燃烧的三维、真实气体、变物性的推力室CFD计算模型。利用UDF编写了CH4、O2、CO2、H2O气体的实际气体状态方程，并根据NIST物性数据拟合了不同温度和压力下各气体的比热容、扩散系数、黏性系数和导热系数等物性多项式。基于EDC模型建立了甲烷氧燃烧的多步反应机理。计算了三种厚度的面板和多种燃料进口工况下的推力室内的发汗冷却和燃烧过程，研究了面板厚度、冷却剂进出条件等因素对发汗冷却和燃烧过程的影响规律。
关键词:
推力室
,
丝网多孔
,
发汗冷却
,
燃烧
,
数值模拟
袁世平
,
姜培学
工程热物理学报
固态金属中的热传递是声子和自由电子共同作用的结果.自由电子引起的热导率可以通过电导率,利用Wiedemann-Franz定律得到,声子引起的热导率目前仍然不能进行实验测量,只能借助其他方法来研究.本文采用非平衡分子动力学(NEMD)方法,用镶嵌原子方法(EAM)势能模型,模拟计算了不同厚度(1.760～10.56 nm)金属镍薄膜中由于声子-声子作用引起的热导率.然后根据纳米厚度金属薄膜的热导率借助关联式推到宏观尺度下由于声子-声子作用引起的热导率.结果表明,对于纳米厚度金属薄膜,由于声子-声子作用引起的热导率比块体金属镍的热导率小一个数量级;薄膜厚度越小,声子-声子作用引起的热导率越小;对于块体金属镍,由于声子-声子作用引起的热导率约占其总热导率的33.0%左右.
关键词:
金属薄膜
,
NEMD
,
EAM
,
热导率
,
声子
林钰淞
,
姜培学
,
张富珍
,
祝银海
工程热物理学报
对土壤源跨临界CO2热泵供暖系统进行了实验研究。研究了热泵系统连续及间歇运行时温度的变化情况，以及膨胀阀开度对系统运行性能的影响。研究表明间歇运行有利于土壤温度的恢复，从而提高蒸发温度；压缩机功率、制热量、气体冷却器出水温度随着排气压力的升高而增大，但COPH的变化是非单调的，在一定的压力范围内出现最大值。
关键词:
热泵
,
跨临界CO2循环
,
土壤源
,
排气压力
卢涛
,
姜培学
工程热物理学报
根据体积平均理论,建立多孔介质中融化相变过程自然对流模型.数值模拟了以石英砂颗粒为骨架、冰为填充相的二维融化过程.数值结果表明,在融化区上部发生较强烈的自然对流,融化界面与水平线倾角随融化时间越来越大.
关键词:
多孔介质
,
相变
,
自然对流
,
数值模拟
孟丽燕
,
姜培学
,
蒋方帅
,
任泽霈
工程热物理学报
本文对水平槽道内发汗冷却建立了包括主流区、多孔壁面区和致密壁面区在内的完整的物理模型和数学描述,对耦合传热过程开展了数值模拟,对平板发汗冷却的机理进行了深入的研究.研究表明:发汗冷却减小了壁面处的速度梯度,使下壁面边界层明显增厚;随着冷却流体的注入,壁面处的湍流应力明显增大;湍流应力的最大值向没有发汗冷却的壁面一侧偏移,并且增加了最大湍流应力;边界层的增厚使得发汗冷却区域壁面摩擦阻力系数降低.随着冷却剂流量的增大,壁面温度也随之下降;数值模拟结果与实验结果较好地吻合.
关键词:
发汗冷却
,
数值模拟
,
局部非热平衡模型
王扬平
,
姜培学
工程热物理学报
选取了一组接近超燃发动机内部实际工况的边界条件,对二维平行缝槽形式的超音速气膜冷却进行了数值计算,比较了吹风比、缝槽高度和隔板厚度等因素对壁面冷却效率的影响,并考虑了不同强度的斜激波入射气膜冷却边界层对壁面冷却效果和压力分布的影响.通过回归分析,不受激波影响的超音速气膜冷却的壁面冷却效率可以整理成统一的关联式.计算结果表明,斜激波入射将使入射点及其下游的壁面冷却效率降低,但是这个影响没有向上游传播.
关键词:
超音速气膜冷却
,
激波入射
,
数值计算
罗峰
,
欧阳小龙
,
高诚
,
黄愚
,
胥蕊娜
,
姜培学
工程热物理学报
本文对空气与高温烧结水泥颗粒的气固换热规律进行了非稳态实验研究和数值模拟。通过实验分析了空气速度、颗粒初始温度、颗粒大小对对流换热系数的影响，水泥颗粒直径为8．88cm和5．94cm，水泥颗粒初始温度约为500℃和700℃，空气速度范围1—4m／s，得到了实验范围内空气绕流烧结水泥颗粒的对流换热经验关联式。结果表明：高温烧结水泥颗粒冷却过程中辐射换热热流密度与对流换热热流密度相当，不可忽略；实验所得准则数Nuf与Red的指数关系为0．5。对直径为8．88cm的水泥颗粒对应的试验工况进行了数值模拟，数值模拟结果与实验结果符合较好，误差在20％以内。
关键词:
烧结水泥颗粒
,
气固换热
,
高温
,
实验
,
数值模拟
李佳
,
张震
,
姜培学
,
雷树业
工程热物理学报
本文通过改变喷雾的流量(压力)、喷射高度和喷射倾斜角对平板和切槽表面喷雾冷却进行了实验研究.实验用的强化表面是将表面切割出0.2 mm高、O.2 mm宽的方形翅块.实验结果表明:流量、喷射高度均存在最优值,大的喷射倾角会削弱冷却性能;对比同样条件下的平板表面,切槽表面显著强化了喷雾冷却的性能,对流换热系数提高约30%.
关键词:
喷雾冷却
,
高热流密度
,
切槽表面
,
临界热流密度
