摘要：基于数值结果构建了有关X型桁架通道壁面平均努塞尔数、摩擦因数和综合热力系数的2阶响应面模型,分析了桁架杆直径比、桁架杆夹角和桁架杆倾角等对X型桁架通道冷却性能的影响规律,并优化得到了最佳参数。结果表明:增大桁架杆直径比和桁架杆夹角均可以快速地提高平均努塞尔数,但也相应地增大了摩擦因数;增大桁架杆倾角先提高后又降低了平均努塞尔数和摩擦因数;增大桁架杆直径比、桁架杆夹角和桁架杆倾角均会使综合热力系数先增大后减小。当桁架杆直径比为0.0750、桁架杆夹角为60°和桁架杆倾角为33.79°时通道的传热性能最优;当桁架杆直径比为0.067、桁架杆夹角为37.88°和桁架杆倾角为31.36°时通道的综合热力性能最优。

摘要：基于响应面近似技术,对涡轮冷却叶片的气动和传热性能进行了设计优化。以冷却通道肋的位置为设计变量,采用拉丁超立方抽样在变量设计空间里选取样本点,根据样本点建立叶片计算模型,采用流-热耦合分析方法得到叶片气动与传热性能参数,拟合得到叶片壁面最高温度、平均温度和总压损失关于设计变量的四阶响应面近似模型。采用响应面模型动态修正技术,进行了回流式冷却通道的设计优化,得到了优化解,减少了总压损失,使叶片最高温度下降了24.5K,叶片壁面平均温度下降了34.4K。

摘要：固体核燃料与推进剂之间的换热设计是核热推进系统的核心技术.本文建立了核热推进冷却通道的传热模型,通过与公开文献对比,验证了数值仿真方法的准确性与可靠性,并分析了核热推进冷却通道几何参数、质量流量等参数对传热的影响。研究结果显示,工质质量流量增加会引起出口温度降低和入口压力增高;冷却通道直径增加会引起出口温度降低和吐口压力降低;六棱柱流道换热效果优于圆柱通道.

摘要：偏滤器作为直接面向等离子体的内部部件之一,其表面承受的热流密度很高。为提高其冷却通道的冷却能力,降低此部件面向等离子体面边缘的温度,从改变冷却通道截面形状的角度提出了不同的改进方案,并采用理论计算与有限元仿真对原始设计和改进方案进行了流体、热和结构分析。结果表明:在冷却通道的横截面积不变的情况下,随着湿周周长的增加,冷却能力有所提高,钨边缘的局部温度过高得到改善;但冷却通道形状的变化出现应力集中现象,通过提高长宽比可适当提高其在材料应力限值下所能承受的稳态运行的热流密度。这些优化分析结果可为聚变堆偏滤器冷却结构的设计提供理论参考。

摘要：为解决新能源电动汽车快速补能带来的热效应显著上升和充电电缆线径不可能相应增大的互相矛盾问题,基于电磁温度流体多物理场耦合的有限元仿真模型,提出对充电电缆增加主动降温的空间冷却通道,对比分析在不改变缆芯横截面积和环境温度的前提下冷却介质种类、冷却通道结构、冷却液流速对超快速充电场景下充电电缆缆芯温度及载流量的影响。仿真结果表明:冷却通道管径对充电电缆导体温度与载流量影响最大;液冷较强制风冷的冷却效果更为显著;理想的冷却介质流速为0.1~0.15 m/s。当缆芯截面积为70 mm^(2)、冷却液流速为0.1 m/s、冷却介质为乙二醇水溶液、冷却通道与缆芯横截面积之比为1.25时,充电电缆载流量达到600 A,温度为49.7℃。相关研究为超快速充电场景下大功率冷却型充电电缆的结构优化与设计提供了参考依据。

摘要：对热泳力作用下柴油机微粒在冷却通道中的沉降规律进行了研究。推导建立了热泳沉降率数学模型,在此基础上分析了在热泳力作用下,微粒大小、排气流速、排气与壁面温差以及通道尺度等因素对柴油机微粒在冷却通道中热泳沉降率的影响规律。研究结果表明,热泳力对柴油机微粒具有一定的脱除作用,通过合理设计和控制冷却通道的结构和运行参数,可以有效地提高柴油机微粒在冷却通道中的沉降率。热泳沉降技术为柴油机微粒的净化以及柴油机微粒分布的改善提供一条有效的途经。

摘要：燃气轮机透平叶片冷却通道的设计及开发对燃气轮机效率、运行安全性等具有重要意义,透平叶片冷却通道的传热特性研究是透平叶片中的重要领域。文中首先总结了透平叶片中典型U型通道中扰流冷却的研究现状:在U型通道中布置肋片、针状翅片、球窝/球凸及组合传热结构是重要的冷却方式,研究已深入至多种组合传热结构及旋转通道传热的层面;其次总结了冷却通道与气膜孔结构耦合传热的研究现状,气膜孔的布置改变了冷却通道内的原流场结构及传热特性,布置肋片、球窝等强化传热结构并与气膜孔相耦合时的流动及传热特性是目前研究的重点;最后总结了内部冷却与外部冷却相耦合时的传热特性,如叶片尾缘劈缝叶背面区域的气膜冷却与对流传热共同作用,指出该耦合传热过程是透平叶片中的重要现象。通过对透平叶片冷却通道传热特性的研究综述,指出在组合传热结构与气膜孔等相互耦合时的冷却通道传热特性还有较多的研究内容需要扩充,同时考虑适用于冷却通道的低阻高效强化传热结构也是目前关注的一大重点。

摘要：多物理场耦合的拓扑优化方法设计效率高,不依赖于工程经验,可打破常规并联冷却通道设计思路,实现多优化目标条件下的灵活多自由度精细化设计,可显著提升发动机主动冷却热结构冷却效能,对提高发动机冷却剂热沉利用率和结构耐温极限具有重要意义。宽域吸气式组合发动机是天地往返空天飞行器的有效动力形式之一,但随着飞行马赫数(Ma)的不断提升,轻质高效的发动机热结构成为Ma8+吸气式发动机走向工程实际应用的核心难题之一。

摘要：压铸模不仅使流入型腔内的金属得到一定的填充形状,而且还要使金属液凝固,顶出时不变形。压铸模温度直接影响着型腔的填充、模具使用寿命和压铸件质量。低的模具温度可以提高生产效率,可以使模具承受大的型腔压力,铸件组织也很致密,然而模具要承受高温金属液的冲击,使模具变形,使铸件形成收缩裂纹和“花纹”;高的模具温度又会使压铸材料粘模。这就要求模具有一个适合压铸生产的最佳温度(常用压铸合金的最佳模具温度如附表1),由于模具的吸热和散热,要使模具在理想的温度下工作,就必须对模具进行预热。

摘要：为了改善微型质子交换膜燃料电池冷却系统的综合性能,研究了燃料电池冷却通道几何形状的优化设计问题。针对传统冷却通道内流动阻力太大的现状,在综合考虑系统冷却能力和系统阻力的前提下,利用SIMPLER算法和共轭梯度法,求解冷却通道传热及流动过程的几何边界条件反问题,优化设计冷却通道的最优几何形状。讨论了冷却通道几何形状的初始猜测值,以及系统冷却能力和系统阻力权重之比等因素对冷却通道形状优化的影响。数值仿真结果表明,当流道入口流体流速及流道入口高度给定时,利用上述的传热学反问题的优化方法能够有效优化冷却通道的几何形状,明显改善了冷却系统的综合性能。优化结果可为微型燃料电池冷却通道的优化设计和工程制造提供理论依据。