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工程热物理学报
工程热物理学报

徐建中

月刊

0253-231X

xb@mail.etp.ac.cn

010-62584937

100190

北京中关村路乙12号（北京2706信箱）

工程热物理学报/Journal Journal of Engineering ThermophysicsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。主要刊登工程热力学与动力装置、热机气动热力学、传热传质学、燃烧学、热物理测量学、热效率装置、综合利用能源、代用燃料等方面的科技论文、研究简报、重要学术动态等。主要读者对象为工程热物理专业科技人员及相关高校师生。
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    临边观测下火箭喷焰红外辐射可探测性分析

    孙一强牛青林贺志宏董士奎...
    1090-1096页
    查看更多>>摘要：本文针对空基平台大气层内、天基平台水平、短路径和长路径四种临边观测体制下,分析不同高度上火箭喷焰的点源红外信号在MWIR(3.70～4.80 μm)和LWIR(7.70～9.50 μm)波段大气窗口区的可探测性.采用视在光线法(LOS)求解火箭喷焰点源本征辐射,并考虑大气透过率、背景计算在不同平台下目标与背景的辐射对比度CR.在以探测器瞬时视场为1 km× 1 km,最低的辐射对比度CR=0.02为界限以分析点源目标的可探测性.结果表明四种探测方式在MWIR波段的辐射对比度基本上大于0.02;在LWIR波段,空基平台和天基平台短路径探测在的辐射对比度在＜70 km大于0.02,长路径探测在＜40 km的高度范围内大于0.02,天基平台水平探测在各个高度上均大于0.02;MWIR波段的可探测性能要优于LWIR波段.

    红外辐射发动机喷焰临边观测辐射对比度

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    基于3D-IC的不完全填充肋片微通道热管理研究

    黄秉欢米创巩亮朱传勇...
    1097-1105页
    查看更多>>摘要：本文构建了一种新型不完全填充微通道结构.通过开展数值研究,结果表明:以PEC评价时,Re数为800～1200时不完全填充顺排肋片的微通道综合性能最优;以场协同数Fc评价时,完全填充错排肋片的微通道最优,完全填充错排肋片的微通道不可逆程度最小.两种评价标准中换热能力和流阻所占权重的不同造成评价结果有所差异.此外,研究了肋片高度对不完全填充顺排肋片微通道流动与传热特性的影响,以PEC评价时Re数为400～600时最优高度为0.325 mm,Re数为800～1200时最优高度为0.225 mm;以Fc评价时所研究的各Re数下肋高为0.45 mm的微通道最优.

    热管理微通道热流密度表面换热系数肋片

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    KNO3熔盐复合相变材料储热性能调控机理研究

    余银生陶于兵周俊杰汤松臻...
    1106-1113页
    查看更多>>摘要：本文将热物理性能优异的SWCNT掺杂到KNO3熔盐相变材料中,构建KNO3-SWCNT熔盐复合相变材料的微观物理模型,对KNO3-SWCNT熔盐复合相变材料的储热性能进行分子动力学模拟研究,计算得到了熔盐复合相变材料的微观结构参数和储热性能参数,并采用SWCNT表面电荷修饰的方法调控熔盐复合相变材料的储热性能,并揭示了储热性能调控的微观机理.研究发现,随着SWCNT质量分数fm的增加,熔盐复合相变材料的导热系数增大,而黏度、熔化焓、熔点均降低;随温度的升高,导热系数与黏度均降低;当fm从0增加到4.43％和8.48％时,平均导热系数增强了 2.26％和28.01％,熔化焓分别降低32.31％和45.19％,SWCNT表面正电修饰可以改变熔盐复合相变材料的微观结构,增强原子之间的相互作用势能,可对熔盐相变材料的储热性能有效地进行调控,熔盐复合相变材料的导热系数平均增加了 21.21％.

    熔盐相变材料微观结构储热性能调控机理

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    飞行器环形热电器件冷却性能数值研究

    穆林张虎崔佳乐浦航...
    1114-1124页
    查看更多>>摘要：为了研究环形热电制冷器件(ATEC)瞬态特性的影响,基于热-电-力多物理场耦合效应,建立ATEC三维模型.P/N级采用Bi2Te3半导体材料,分析不同工况下关键参数对环形热电制冷器件瞬态特性影响,得到性能参数冷端温度Tc和von Mises应力的变化规律.通过改变ATEC热端换热系数(h)、输入电流(I)和冷端负载(Qc),研究分析不同工况下的冷端过冷温度、稳定温度和von Mises应力分布变化,得到ATEC工作的瞬态特性.对ATEC热电臂尺寸(La和Φ)结构进行优化分析,结果表明,当ATEC热电臂长度La=2 mm,热电臂角度Φ=7°时,ATEC冷端最低温度为277.92 K,稳定温度为284.09 K,其最大von Mises应力为67.99 MPa.满足屈服强度并能够增强机载器件散热能力,为实际工程应用和热电冷却研究提供了理论指导.

    热电制冷环形热电器件过冷温度瞬态特性vonMises应力

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    附着水滴光学窗口偏振成像特性研究

    杨佳辰王新新朱克勇黄勇...
    1125-1131页
    查看更多>>摘要：偏振成像技术作为一种前沿的成像技术,在近些年来发展迅速.相比于传统的成像技术,偏振成像技术在提供二维空间光强分布的基础上,增加了偏振维度的信息,提高了成像的准确度.本文对附着水滴光学窗口模型开展偏振成像特性的研究,用蒙特卡洛光线追踪法完成了数值模拟,用Stokes矢量记录偏振维的信息,分析了光源类型、水滴直径和水滴接触角对成像效果的影响规律,对提高成像质量具有重要意义.

    偏振成像附着水滴光学窗口蒙特卡洛光线追踪法

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    半导体异质结的界面热阻模型研究

    杨光曹炳阳
    1132-1138页
    查看更多>>摘要：本研究提出了一种考虑声子界面透射与散射、过渡层内部声子散射,以及过渡层残余应力耦合作用的异质结等效界面热阻模型.基于该模型计算了两种典型GaN/AlN/Si半导体异质结样品的等效界面热阻,在所研究的温度下模型预测值与实验结果符合良好.根据模型预测结果,分析了不同过渡层厚度与温度下,主导等效界面热阻的声子散射机制.结果表明,过渡层内部的声子-晶界散射起主导作用,同时过渡层内的残余应力也会对等效界面热阻产生显著影响.

    界面热阻模型半导体异质结过渡层声子-晶界散射

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    异质表面的薄膜沸腾过程

    高山杨俊杰刘志春刘伟...
    1139-1143页
    查看更多>>摘要：本文利用非平衡态分子动力学模拟,对薄膜沸腾过程中三相界面和气泡成核的细节进行了捕捉和可视化,并记录了其内部流动和热特性.结果表明不同于宏观尺度的沸腾过程,抑制气泡成核生长使得薄膜沸腾具有非常优异的传热传质性能.总的来说,粗糙结构缩短了沸腾过程达到稳定状态所需的时间并且提高了过程效率且展现出了在高热流密度散热方面的巨大潜力.表面物理化学性质对沸腾性能的影响本质上归因于对界面热阻的调控机制,增加表面粗糙度、增强表面润湿性和增加亲水区域面积占比均会降低界面热阻进而提高表面的传热传质效率.该工作可为实现快速高效的薄膜沸腾过程提供参考,也可指导设计和优化基于气液相变过程进行传热的固体表面.

    薄膜沸腾气泡成核传热传质界面热阻分子动力学模拟

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    二元硝酸复配盐与AlN陶瓷之间界面导热的分子动力学研究

    张桐孙方远冯妍卉
    1144-1149页
    查看更多>>摘要：陶瓷基复合相变材料相较于传统相变材料具有蓄热能力大、导热性能好等优点,因而在储热领域具有巨大的应用前景.本研究对二元硝酸复配盐与AlN陶瓷之间界面处的热输运进行了分子动力学模拟,研究了复配比例对界面导热的影响规律.通过声子态密度、声子重叠能以及声子参与率等手段分析,结果发现随着硝酸钠质量分数与界面热导呈正相关,纯硝酸钠/AlN相比纯硝酸钾/AlN界面热导高出约8.6％,主要由于硝酸钠与硝酸钾相比其和AlN的界面处声子振动匹配程度更好且声子参与率更高.

    界面热导复合相变材料复配盐分子动力学模拟

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    流速对含高浓度不凝气的蒸汽冷凝特性的影响

    刁红梅闫向阳葛明慧王世学...
    1150-1155页
    查看更多>>摘要：为探究流速对含高浓度不凝气的蒸汽冷凝性能的影响,搭建了可视化水-空气混合蒸汽实验系统,实验研究了不同流速下混合蒸汽在竖直表面上的凝结特性.研究表明,添加肋片与增大流速均可强化混合蒸汽凝结换热特性,且随着不凝气浓度增大,两者增强换热的效果越显著,在两者共同作用下,换热系数可提高239％.实际换热器设计中,应考虑阻力压降选择合适的流速与强化肋片.

    高浓度不凝气流速冷凝特性纵肋表面

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    氢气在颗粒床内流动不稳定性分析

    吉宇毛晨瑞孙俊郎明刚...
    1156-1161页
    查看更多>>摘要：基于颗粒床反应堆的核热推进技术在深空探测等场景有巨大的优势,氢气在颗粒床内被加热可能会发生流动不稳定现象.理解流动不稳定性发生机理并准确判断不稳定边界对颗粒床反应堆的安全运行有重要的意义.本文对一维颗粒床内的流动过程进行了理论分析,推导了流动稳定性判据和阻力特性指数表达,并得到了流动稳定性边界.采用计算流体力学的方法对颗粒床内的流动换热过程进行了模拟,依据压降-流量特性曲线同样得到了流动稳定性边界,两者预测在趋势上相似,对颗粒床反应堆核热推进系统的设计提供了重要的参考.

    核热推进颗粒床流动不稳定性理论分析数值模拟

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