摘要：基于流体流动场协同原理,以降低流动阻力为目标,对流路通道进行优化设计。介绍了流体流动的场协同原理,基于流体流动场协同原理对流路通道进行了减阻优化设计,数值仿真计算结果表明,在相同的流量工况下,与原始流道相比,减阻流道的流阻均有减小。在计算示例中,与原始流道相比,减阻流道的流阻最大可降低15.9%。

摘要：对基于场协同原理设计的两种强化传热管型进行了LiBr降膜吸收水蒸气过程的传热实验研究,并与光滑铜管作比较,考查该传热管型在吸收过程中的强化作用.实验测量参数包括:溶液进出口温度、浓度、流量,冷却水进出口温度、流量等.实验结果表明,两种强化传热管型在低雷诺数时对LiBr降膜吸收传热的强化比分别为20%和50%,而且随着雷诺数的增大而增大.利用场协同理论和降液膜流动的波动特性分析了强化降膜吸收过程传热特性的物理机制,发现速度矢量与温度梯度的夹角及降液膜厚度形成的阻力对对流换热有一定影响.

摘要：针对混合动力机车电气间内部通风散热系统难以细致优化的问题,采用场协同原理分析电气间内部流场散热性能。首先,采用数值仿真的方法分析电气间内部热流场。之后利用场协同原理,优化内流场风道结构及功耗元件分布结构,使电气间内速度场、温度场与场协同角余弦场峰值尽可能匹配,提高散热效果。结果表明,将其内部功耗元件错排安置在中间腔体,可有效提高其内部流场协同程度。优化后,三相电感最高温升下降30℃,其他功耗元件平均最高温升下降14℃。最后从熵产的角度对电气间冷却通风系统进行热力学分析,优化后其散热性能明显提高。

摘要：主要针对纯电动汽车动力电池液冷系统参数进行设计及优化,建立电池组散热模型,对其在不同参数下放电过程中的热分布进行仿真。在热流协同性和冷却效果方面,运用场协同原理对冷却管道中的各个参数进行分析。仿真结果表明,冷却液初始温度、流速和入口分布均会对液冷系统冷却性能产生影响。根据条件设置,冷却液初始温度为15℃与流速为2L/min的液冷系统可有效提高电池组的冷却效果;冷却通道入口为3个时期冷却效果最佳,电池组温差为最小。

摘要：随着功率芯片热耗和热流密度的不断提高,常规的深孔钻液冷冷板难以满足高热流密度芯片的散热需求。基于场协同原理,设计出一种菱形肋强化换热冷板,并和传统的深孔钻、微通道冷板进行了综合性能对比。仿真和试验研究表明:在同样总温差下,菱形肋冷板所需流量可低至深孔钻的1/3以上;换热面积相当时,菱形肋冷板的总温差约为矩形肋(微通道)冷板的83%左右。

摘要：室内空气的速度场和温度场对室内人员的热舒适性均有显著影响,应用场协同原理分析速度场和温度场对热舒适性的协同作用,进而优化通风效果。基于换热场协同的原理,为研究混合异侧通风、置换通风和地板送风三种夏季常见通风方式的速度场、温度场及速度与温度梯度的耦合场,应用CFD方法进行数值模拟研究。模拟结果表明:空调房间内的温度场受气流组织的影响较大,混合异侧通风方式下的速度场分布均匀,与温度梯度的场协同角更小,即速度与温度梯度更趋于平行,换热效果好房间内的热舒适性更高。地板送风方式下有较好的温度场分布,但气流组织较差、流动混乱,与温度场的协同角最大,人员热舒适性最差。在应用场协同原理分析室内不同通风方式下的热舒适性对今后室内空调通风设计有一定的指导意义。

摘要：基于双目标拓扑优化方法,对五种不同设计域长宽比的微通道结构进行了优化设计,获得各工况下的优化设计变量场、温度场及压力场。在此基础上,研究了不同Reynolds数对散热通道的影响,并结合场协同原理和(火积)耗散理论对不同结构的微通道进行理论分析和比较,为优化微通道结构提供理论依据。结果表明:在层流范围内,随着Reynolds数增加,拓扑流道变得更加复杂,域内平均温度逐渐降低,Nu增大,进出口压降逐渐升高,PEC逐渐减小,场协同数增大,压降协同角逐渐增大,(火积)耗散增大,各散热通道的流动传热特性趋于优化。在不同拓扑结构微通道的探究中,设计域长宽比为25/64微通道的速度场与温度场协同效果及速度场与压力场协同效果最好,传热效果最好,流动特性最优。

摘要：本文基于数值模拟、结构设计、优化设计以及贝叶斯优化算法提出一种针对散热片结构的自动优化框架,并对CPU正弦式散热片的振幅、周期和高度进行结构优化。结果表明,优化后的正弦式散热片与平板式散热片和初始正弦式散热片相比,表面平均努塞尔数提高了195%,表面最高温度降低了6.51℃。分析了优化前后正弦散热片场协同角的变化,进一步证实了流场和温度场协同性能对散热的本质影响。

摘要：为提高动力循环性能,将印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)应用于间冷回热燃气轮机循环,采用数值模拟方法对变物性烟气和水在翼型通道内的流动换热性能展开研究。基于热力学第一定律与第二定律分析翅片横向和纵向间距对流动传热性能的影响,通过正交实验分析各个因素的影响权重并提出传热流动关联式。结果表明,两种工质下,换热器的综合性能随着纵向间距的增大而提高。当工质为水时,随着横向间距的减小,PCHE的综合性能提高,而当工质为烟气时,横向间距在2.4~3.6mm之间的综合性能最佳。传热强化和速度与温度梯度之间协同作用的增强密切相关,增大横向间距和纵向间距可以有效减少换热过程中的不可逆损失。不同横向和纵向间距会影响边界层的发展,进而影响换热器的流动换热性能。研究结果对在燃气轮机循环中翼型印刷电路板式换热器的优化设计具有一定的指导意义。

摘要：为了分析轴流式止回阀流阻性能,探究阀内结构优化设计方法,引入场协同原理,将该原理从层流推广至湍流.利用Fluent软件对2种不同型号(优化前、后)阀门的内流场进行数值模拟和流动场协同分析,得到压降、流速分布、流动场协同角余弦值分布和有效黏性系数.结果表明:优化后阀内流体的速度场与速度梯度场整体上的协同程度更差,有效黏性系数更小,减阻效果明显,能耗降低;通过对比分析流速分布和流动场协同角余弦值分布,还能从局部流动场协同的角度揭示流阻的变化机理.基于流动场协同原理在流动减阻研究中的优势,提出2种阀结构优化设计的思路.