摘要：利用CFD分析软件ANSYS Fluent对不同空气进口速度工况下的汽车中冷器的冷侧百叶窗翅片的局部模型进行三维仿真计算,获取多孔介质模型仿真所需的黏性及惯性阻力系数。通过多孔介质模型代替散热带计算整体中冷器的温度场及压力场,研究不同开窗角度对整体中冷器流动换热的影响。通过比较综合评价因子发现,开窗角度为23°时,中冷器出口温度最低,中冷器的换热性能最好。三维模拟的模拟值与风洞试验值在一定的误差范围内,验证了多孔介质模型的可行性。这为研究中冷器结构优化设计提供了有效的办法。

摘要：针对蒸汽发生器二次侧复杂流动传热现象,基于iconCFD开发了新的物理模型和求解器,采用多孔介质模型完成了对蒸汽发生器二次侧的流动和换热现象的数值模拟分析。计算模型中通过映射的方法实现了不同区域之间的数据的相互交换和更新,计算结果与ATHOS软件计算的结果相比对,通过比较一次侧出口温度、二次侧出口水蒸气质量流量和二次侧进口和出口处压力,此3项与ATHOS软件计算结果误差均小于1%,验证了新求解器的有效性和可靠性。

摘要：基于多物理场耦合框架MOOSE,采用五方程两相流模型开发了模块化程序ZEBRA,实现了高阶时间、空间离散格式两相流动传热问题的求解。采用Bartolomei开展的垂直圆管过冷沸腾实验对ZEBRA进行验证,在不同热流密度、质量流密度、压力工况下,将程序计算值与实验值进行了数值验证和计算分析。结果表明:ZEBRA中五方程模型预测值与实验值符合良好,沸腾起始点和空泡份额的预测合理,表明ZEBRA初步具备了处理两相流问题的能力。

摘要：发展可靠、高效、低噪声的发动机是航空工业不懈的追求.涡轮作为航空发动机核心部件之一,其流动及换热问题始终是贯穿航空发动机设计、制造的核心问题.随着航空发动机风扇和喷流噪声得到大幅控制,涡轮噪声逐渐凸显,并日益受到关注.为推动航空发动机涡轮流动换热及噪声数值模拟方法的工程应用,首先,以航空发动机涡轮中复杂湍流及流动换热问题为主线,分别阐述了旋转盘腔、旋转叶片流动及换热问题数值模拟的研究现状;其次,对航空发动机涡轮噪声研究现状进行分析,总结了常用涡轮噪声预测方法和存在的问题.在此基础上,面向工程实际需求,对航空发动机涡轮流动、换热与噪声数值模拟进行了展望.

摘要：针对目前再生冷却结构优化研究存在参数对比范围窄、依赖于经验关系式等问题,根据航空发动机燃烧室特点提出了一种变截面宽度再生冷却通道,并采用神经网络模型结合数值模拟结果,以通道出口燃油温度相对标准差、燃气侧最高壁温及壁温相对标准差为目标,预测了全参数范围内不同槽宽和、槽宽比及肋高下目标函数的变化规律。预测结果表明:当槽宽和较小时,增大肋高可以强化换热,但当槽宽和较大时,需减小肋高才能强化换热,这也揭示了为何有些文献中关于肋高对换热性能影响的结论会相反;此外,存在一个最佳槽宽比范围,可使得三个目标函数均最低;增大槽宽和可以明显降低燃气侧壁温及其不均匀度,减小肋高可以缩小不同管道出口燃油温度的差异。从预测空间内可选取多组综合流动换热性能较优的结构,优化后三组目标函数的加权值降低了9.09%。

摘要：文中提出了一种具有两根对称排布的矩形内肋的椭圆扭管,并利用Fluent软件对目标换热管进行数值模拟.首先比较研究了双肋椭圆扭管、光滑椭圆扭管、圆管三者在雷诺数5 000至50 000时的流动与换热性能,对比分析了三者努谢尔数Nu、阻力系数f、流动传热综合评价指标PEC以及管内平均速度-温度梯度场协同角β.结果表明,双肋椭圆扭管较圆管具有更好的场协同度以及较好的综合流动换热性能.其次,研究了双肋排布角度α对椭圆扭管的流动与换热性能的影响.结果表明,不同的双直肋排布角度能够影响椭圆扭管内部的场协同度与综合性能.最后利用响应面结合多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),以努赛尔数增长率与流动阻力增长率为目标对截面参数进行优化,利用TOPSIS方法选出设计范围内最佳结构参数.

摘要：铅铋快堆(lead-bismuth fast reactor,LFR)与超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),S-CO_(2))循环耦合系统是提升核能利用效率,优化核能应用现状的突破性技术。为了准确把握该系统中耦合换热这一关键问题的发展动态与现状,从中间换热器技术开发、印刷电路板式换热器(printed circuit board heat exchanger,PCHE)流道优化、液态铅铋合金(liquid lead bismuth eutectic,LBE)及S-CO_(2)流动传热机理研究、LBE及S-CO_(2)耦合对流换热机理研究等角度出发,全面归纳总结了相关的实验研究与数值模拟成果。研究结果表明,Z型PCHE加工难度适中,换热性能优秀,弯折处加入直道或弯弧可在传热速率略微下降的前提下大幅降低换热器内压降,明确该型换热器是目前主流选择,并给出了PCHE的结构优化设计思路;液态LBE流动传热实验研究存在边界条件范围窄的问题,对比已有的传热预测关联式,对棒束、圆管等不同条件给出相应的传热预测关联式;对比分析适用于液态LBE的数值模拟方法,给出了可靠的利用雷诺时均方法的湍流模型与湍流普朗特数模型,阐释了利用四方程模型数值模拟的原理与优势;系统总结了应用于PCHE中的S-CO_(2)传热关联式,LBE与S-CO_(2)耦合换热研究现状与存在的问题。目前LBE与S-CO_(2)直接耦合换热的研究成果较缺乏,仍无成熟结论明确哪种换热器结构最合适,哪种数值模型有最优的可靠性与最小的偏差值,仍需针对不同应用场景具体考虑。本文明晰了铅铋-超临界二氧化碳耦合换热应用研究的方向与困难所在,对其他类似的新型多工质耦合换热系统的开发也具有重要指导意义。

摘要：针对不同孔排数的 3种孔板结构 ,进行了多斜孔全气膜发散冷却流动换热特性的数值模拟研究 ,通过考察气膜层流场与层板冷效 ,分析了多斜孔层板内复杂的流动换热效果。结果表明 ,小孔射流在层板表面形成稳定的气膜 ,A型孔板孔板温度较为均匀 。

摘要：采用格子玻尔兹曼方法对有三种恒温热源(圆形、三角形、方形)参与的圆管内纳米流体(铜-水)自然对流进行数值研究。主要研究瑞利(Ra)数,纳米颗粒体积分数以及热源几何形状等控制参数对纳米流体的流动与传热的影响。结果发现纳米颗粒体积分数的增加有利于强化传热,且在Ra数较小时,平均努塞尔(Nu)数增加的幅度要优于Ra数较大的情况。在所研究的控制参数范围内,方形热源的平均Nu数最大。根据数值结果给出不同热源表面的平均Nu数、纳米颗粒体积分数、Ra数三者之间的函数关系式,该函数关系可为此类工程的设计提供理论指导。

摘要：为了合理设计新型防积灰换热器,基于Fluent软件,结合用户自定义函数(user-defined function,UDF),对含尘烟气横掠圆管、椭圆管以及椭圆管与圆管交错排列3种不同形式管束表面的换热、阻力及颗粒沉积特性进行数值模拟。结果表明:含尘烟气横掠3种管束的颗粒沉积率随着流速的增加而减小;5μm颗粒粒径的含尘烟气在管束换热面上的沉积率最大,1μm次之,10μm最小;颗粒沉积率在圆管束表面最大,椭圆管与圆管交错排列颗粒沉积相比于圆管束大大减小,椭圆管束颗粒沉积率最小。交错排列椭圆管与圆管束的综合性能(换热和压降)优于圆管束和椭圆管换热器,加之其良好的防积灰性能,是一种有潜力的防积灰换热器形式。