摘要：为了获得排污效率较高的室内通风方式,本文将传热势容耗散极值原理应用到对流传质过程分析,定义了传质势容耗散函数,并利用变分原理在给定条件下对耗散函数求极值,获得了场协同方程,求解场协同方程获得了最佳流场,使传质势容耗散取得极小值,室内污染物浓度最低。这些结论对通风排污过程的分析与优化设计有重要指导意义。

摘要：(目的)水击现象普遍存在于工业管道中,了解LNG接收站工艺海水系统的水力特性、水击分布规律,这对海水系统的详细设计工作和后期生产运营具有很重要的指导意义。(方法)根据类似项目的运行经验,结合所研究系统的特点,提出正常运行工况和校核工况两种基本计算工况,并基于此又进行了5种子工况的设定;利用专业流体计算软件AFT Impulse对设定的5种子工况进行了动态计算模拟。(结果)对正常工况的模拟结果表明,控制阀的动作时间对系统内水压力有较大影响;同时得出,系统终端流量分布的基本规律。通过对校核工况的模拟可以得出,事故停机过程中,控制阀动作状态对系统内水压力影响较大;地下主管的最大水击力受设备投用数量的影响较大,水击力分布自泵站区域至ORV区域逐渐减小。(结论)海水管道强度的校核必须基于水力校核工况下的荷载值;在生产中,阀门的开启时间和状态是减小系统水击压力的关键影响因素。

摘要：高超声速飞行器的概念设计阶段通常要综合考虑气动力、气动热、飞行弹道、推进系统、结构和控制等多个学科的设计因素,希望通过权衡各个学科得到一个综合性能最佳的设计,即多学科设计优化结果。参数化几何建模是优化设计的基础,本文开展飞行器参数化几何建模的方法研究,利用二次曲线方法与基于类型函数和形状函数的方法,分别进行了两种飞行器几何外形的建模,并进行了初步的气动力计算。通过分析两种建模方法的特点,比较了两种方法在不同情况下的优缺点,提出了在飞行器概念设计阶段几何建模方法的一般选取建议。通过等弧度、等弧长的划分原则,完善了基于类型函数和形状函数方法所生成的表面网格质量。

摘要：端部散热设计和优化是改善半导体制冷器件性能和推广其应用的关键环节。针对半导体器件,研究冷端、热端热导分配对制冷性能的影响,通过引入冷端热导在冷、热端总热导中的分配比参数,利用一维解析方法求解获得了半导体器件制冷性能参数与分配比的关系。在此基础上,分析了在不同工作电流、热电臂结构、外流体温度及总热导等情况下,最大制冷量和最高制冷系数对应的最佳分配比。结果表明:存在最佳分配比在0.35~0.45之间使得半导体制冷器件的制冷性能达到最优,且随着工作电流的增加,最佳分配比减小;冷热端流体温差越大,最佳分配比越小;热电臂几何参数和制冷片冷热端总热导对最佳分配比影响可忽略。

摘要：为得到按单面辐射方式布置的管肋式空间辐射器的排热特性，建立了相应的数学模型．采用数值模拟方法分析了管内流体温度、肋片几何尺寸和等效热沉温度对辐射器排热特性的影响，得到了不同参数值下辐射器单位面积排热量以及特定参数范围内的辐射器肋片最佳宽度和肋片效率．数值模拟结果对辐射器的工程结构设计以及空间站热管理方案的优化分析具有一定的参考价值．

摘要：由于温度分布不均匀而导致磁场中的磁性流体受到非平衡的磁场力作用,而发生流动的现象,称为热磁对流。它是一种由体积力驱动的类似自然对流的流动,可以通过设计合适的磁场来控制热磁对流的强度和方向。本文对水平圆管通道内热磁对流进行了实验研究,测量了通道内及壁面的温度分布,并通过两种不同的方法根据实验测得的温度分布估算了热磁对流的流量和速度的大小。

摘要：为解决排热功率剧烈变化的航天器大功率组件的温度控制问题,提出了小型热电泵相变材料热控系统。通过实验研究了5种不同设计方案下大功率组件的温度波动情况,其中将大功率组件置于相变材料容器和热电泵之间的方案最佳,能有效降低大功率组件最高温度和温度波动幅度,其最低温度为24.5℃,最高温度为55.2℃。研究了大功率组件在向阳期间和阴影期间工作的两种模式对温度波动的影响,发现前者更有利于降低大功率组件的最高温度和温度波动幅度。结果表明,采用该热控系统对航天器短时大功率组件进行温度控制是可行的。

摘要：本文针对通用图形处理器(GPGPU)的特点,对二维传热数值求解算法及三类不同边界条件问题在GPU上的求解进行了分析。图形处理器是一种专用并行处理器,主要用于三维场景渲染加速,其结构和程序设计方式与CPU完全不同,但却比CPU具有更强的浮点运算能力和内存带宽。随着图形处理器可编程特性的发展,它已越来越超出原有的应用范围,向通用计算领域发展,成为一个新的研究领域。采用Jacobi迭代,能够在GPU上实现二维导热方程的求解。本文在已有研究的基础上,实现了二维导热计算的混合边界条件问题在GPU上的求解方法,通过计算时间的比较显示GPU在计算传热学中有良好应用前景。

摘要：为了分析流体流动过程,降低流动阻力,提出了流动速度与速度梯度在整个流动区域内协同的概念,认为流体在流动过程中所受的阻力不仅受流动速度和速度梯度的影响,同时也取决于它们之间的协同程度.在此基础上,提出了流体流动过程中的最小机械能耗散原理,认为在整个流动区域内,流动速度与速度梯度的协同程度越低,流体流动过程中的黏性耗散越小,流体阻力也越小.同时,根据最小机械能耗散原理,在一定约束条件下对黏性耗散函数求极值,获得了流体流动场协同方程,求解场协同方程获得了最佳流场,使流体在流动过程中的黏性耗散取最小值,流动阻力最低.最后,以并联管路的流量分配为例,根据最小机械能耗散原理对速度分配器进行了优化设计,降低流体在并联管路中的流动阻力.

摘要：为了对载人航天器中 SPE制氧系统进行优化改进 ,根据热力学守恒定律、能量输运规律以及相关电化学理论 ,建立了系统工作过程的数学模型 ,通过数值模拟方法对系统进行了性能分析。结果表明 ,提高电解槽工作电流密度 ,不仅有利于提高电流效率和氧产量 ,也有利于减小单位产氧量的电耗 ;而提高氧、氢产品背压会对系统工作产生不利影响 ,产氧量下降 ,且单位产氧量的电耗升高 ;工作温度的提高 ,既有正面影响 ,如理论分解电压下降 ,单耗减小 ,也有负面影响 ,如造成电流效率降低 ,产氧量下降。研究结果对载人航天器中水电解制氧系统的设计及运行有一定指导意义。