摘要：在保证半导体冷藏箱热端散热的情况下,将热端水冷改为风冷以简化制冷系统。运用CFD软件进行辅助设计,并对换热过程进行场协同分析,得到肋间距为2mm,肋厚为0.6mm,顶部送风方式下散热器性能达到最优化。将设计的散热器用于试验,试验结果与模拟设计结果最大相差10.7%。试验结果证明了运用CFD辅助设计的风冷式半导体热端散热器的可靠性。研究结果有助于半导体热端风冷散热器的热设计和提高其散热性能。

摘要：针对管式太阳能集热器集热效率低的问题,提出将太阳能光热利用与植物培养相结合的太阳能综合利用新方法——光热农业,并设计动态集热器,搭建单元组合转子管式太阳能动态集热实验台。以贮水温度变化、瞬时效率和平均效率作为检测指标,对比单元组合转子对管式动态集热器光热转换过程的影响,同时比较流速、转子结构和转子颜色的影响。实验结果表明,低流阻黑色转子组在各个方面都展现出优异的性能,光热转换效率在转子作用下大幅度提高,其中平均效率比光管组高32.63%;与同结构的两叶片转子比较发现,黑色转子性能优于透明转子;不同结构的转子比较发现,低流阻转子优于两叶片转子。同时组合转子无需外加动力、自清洁,在光热农业中具有广阔应用前景。

摘要：为了增强螺旋盘管的传热性能，对现有的普通螺旋盘管进行优化设计，提出一种管壁向内凸起形成环肋的异型管，称为横纹螺旋盘管。通过数值模拟方法对横纹螺旋盘管和普通盘管内部流动和传热过程进行模拟。应用场协同原理对其速度场和温度场的协同作用进行分析。实验数据与仿真结果的误差在5％以内，验证了数值模拟方法的正确性。在不同Re（雷诺数）条件下，计算两种盘管的Nu（努塞尔数），进而与Gnielinski（格尼林斯基）修正公式计算结果进行比较，误差在10％以内。结果表明：环肋结构通过工质旋转流动破坏边界层厚度，改善了管内速度场与温度场的协同程度，从而实现了强化传热。在较高的Re范围内，横纹螺旋盘管的Ⅳu为普通盘管的1．29—1．43倍。因此，横纹螺旋盘管具有更好的传热性能，为异型螺旋盘管的研究及工程应用提供一定的理论依据。

摘要：对场协同强化传热理论在聚合物加工中的应用进行了探索性研究。采用数值计算方法分析了聚合物塑化系统中不同螺杆结构的流动与传热特性,对螺纹元件、Maddock 元件、销钉元件进行了传热分析,验证了场协同原理在聚合物非牛顿流体强化传热中的可行性。基于场协同理论,提出了一种新型螺杆结构——扭转元件,并对 2 种扭转元件构型进行了场协同强化传热分析。结果表明,场协同原理可以很好地解释高黏度非牛顿流体的强化传热现象,以此为理论基础设计的新型扭转结构能够较好地改善速度场与温度梯度场的协同性,提高对流换热系数,强化对流换热性能。

摘要：基于计算流体动力学(CFD)方法,构建了包括固体换热器和周围流体空间的全场三维数学模型,并通过物理实验验证了数学模型的有效性和计算参数选取的合理性。利用验证后的模型进行了隧道LED散热性能的高度效应研究,同时运用场协同原理揭示该现象的本质。研究结果表明:隧道LED散热时在拱顶位置出现顶棚射流现象,形成一定厚度的高温区。在一倍的换热器高度H范围内,随着拱顶距离的减小,翅片间流场与温度场的协同性变差,换热器的整体散热性能降低。

摘要：Cooling water is an important part in a Spallation Neutron Source target cooling system, but the unstable vortexes at the exits of the slits between every two tungsten target slices have a negative impact on the stable running of the target system. We apply the field synergy principle for fluid flow to obtain the optimal flow field, which has a uniform velocity distribution without eddy, and then, optimize the geometrical structure of the cooling water flow channel based on the optimal flow field. The results show that when the cooling water flows in the optimized channel, the eddy sizes decrease, the time fluctuations of velocity and pressure almost vanish, and the volume flow rates of the cooling water in each parallel slit are uniform. Therefore, it effectively improves the running stability of the target system with the premise of satisfying the target heat load.

摘要：提出了一种D形杆式支撑换热器,采用CFD方法对其进行模拟研究,并比较分析了D形杆和普通圆杆对换热器流动与传热性能的影响,同时还考察了D形杆排布方式对换热器性能的影响。结果表明:D形杆支撑结构能够有效改善换热器壳程内速度场与温度场的协同性,其换热器性能明显优于普通圆杆支撑换热器;D形杆排布方式不同时,D形杆-2排布方式下换热器壳程性能明显优于D形杆-1;D形杆-2排布方式下,较圆杆支撑换热器壳程传热系数、压降、综合性能均有较大提升。计算结果为杆式支撑换热器强化传热性能的研究提供了理论依据。

摘要：热光伏发电是通过光伏电池直接将辐射热能转换为电能的一种技术,而其中的散热器的设置是为了保证热光伏电池乃至整个系统正常运行的重要前提。采用强迫风冷发射状肋片散热器作为系统的散热装置;利用Fluent软件对五种肋片形状的散热器进行稳态温度场和流场数值模拟,总结出肋片式散热器的肋片数与热阻、压降特性曲线,并根据场协同原理,由温度场和压力场计算出协同角大小,确定了热光伏系统的最优散热器结构为交叉肋片。

摘要：以高效传热的扭曲椭圆管为研究对象,建立了不同的扭曲周期的扭曲椭圆管的几何物理模型,采用CFD技术对以水为流体的扭曲椭圆管及相应的椭圆管内进口段的流动传热情况进行了数值模拟,获得各管道的速度场、压力场及温度场,并基于场协同原理对其速度与压力梯度的协同效果及速度与温度梯度的协同效果进行分析和比较,获得椭圆扭曲管内流体流动的换热效果及阻力损失的影响因素及其强化传热的机理,为换热器应用中扭曲椭圆管的优化设计和科学研究提供参考依据。

摘要：针对管件局部阻力损失的问题,分别以突缩管、渐缩管、直管为研究对象,采用CFD技术对以水为流体的管件内流动的五种方案进行了数值模拟,获得各管件的压力场及速度场,基于场协同原理对其速度与压力梯度的协同效果进行分析和比较,获得管件内流体流动的局部阻力损失的影响因素及其机理,为工程上的设计和开发低流动阻力的管件提供了理论依据。