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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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    多级冲击冷却流动与换热特性数值研究

    吴航杨星刘钊丰镇平...
    2622-2630页
    查看更多>>摘要：本文对传统单级与多级冲击冷却的流动与换热特性进行了数值研究.结果表明,多级冲击冷却中横流在每一级的冲击腔中都重新开始累积,抑制了横流的发展,有效地降低了横流对下游冲击换热的不利影响.在相同雷诺数工况下,多级冲击结构的冷气用量大幅度节省,两级冲击为综合换热性能带来11％的增强,证明了多级冲击具有显著的热效益.相同冷气流量工况下,多级冲击拥有更高的射流雷诺数,提升了靶面整体的换热效果,两级、三级和四级冲击可分别为靶面带来1.8、2.3和2.6倍的换热强化,但对泵功和射流进口总压要求较高,导致综合换热性能随分级数的增加而降低.

    冲击冷却多级冲击换热特性流动特性综合换热性能

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    基于非平衡相变的超临界二氧化碳离心压缩机气动性能分析

    黄哲杨雯梁铁波沈昕...
    2631-2639页
    查看更多>>摘要：作为超临界二氧化碳(SCO2)布雷顿循环的核心动力部件,准确分析近临界工况下压缩机的气动热力性能及损失特性对循环的高效运行至关重要.SCO2压缩机在近临界点工作时易发生凝结,且凝结过程具有非平衡性,因此本文建立了基于欧拉-欧拉源项的SCO2非平衡冷凝模型,并与平衡冷模型对比,评估了非平衡冷凝过程对SCO2离心压缩机气动热力性能的影响.结果表明,非平衡冷凝模型对压缩机效率预测的结果更加准确;此外,非平衡的冷凝过程将导致压缩机的实际进口流量增加并使压缩机更快到达近喘振工况.

    超临界二氧化碳离心压缩机非平衡相变数值分析气动性能

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    滚动转子压缩机排气阀倾侧运动数值研究

    曾旺潘曦谢军龙
    2640-2645页
    查看更多>>摘要：排气阀是压缩机的关键组成部件,良好的阀片动力学特性是压缩机经济性和可靠性的保障.为探究滚动转子压缩机排气阀阀片的运动特性,本文利用计算流体力学方法(CFD)建立了三维流固耦合计算模型.在此基础上,仿真计算得到了压缩机排气阶段压力云图、排气阀阀片圆头部分的位移曲线以及撞击过程应力分布云图.研究结果表明,阀片圆头部分靠近斜切口侧先撞击升程限制器,但在压差和扭转力矩作用下应力较大处出现在阀片圆头部分靠近气缸侧和阀片颈部,容易导致阀片断裂.

    滚动转子压缩机排气阀倾侧流固耦合

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    离心叶轮全三维优化结果的敏感参数分析

    张啸天姬成张晨庆席光...
    2646-2655页
    查看更多>>摘要：本文采用Sobol敏感性分析方法提取了 114个控制参数下离心叶轮的气动性能敏感参数,通过基线叶轮与优化叶轮内部流场的对比,研究了离心叶轮全三维优化结果流动机理层次的依据及合理性.结果表明:堵塞流量敏感参数位置接近叶轮喉部,说明敏感性分析方法能找到特定气动性能的关键控制参数.压比敏感参数分布在叶片尾缘,优化叶轮对尾缘形状的改变提高了扩压器入口的相对气流角均匀度,同时没有改变叶轮出口沿展向压力相对分布情况;效率敏感参数集中于主叶片前缘,优化叶轮对叶片前缘凹凸的控制减小了冲击损失与二次流损失,实现了效率的提升.进一步研究控制参数高阶交互作用后,敏感性分析方法可用于减少全三维优化方法的控制参数量,提高优化速度.

    离心叶轮全三维优化方法Sobol敏感性分析优化机制分析

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    翼型外形与激励参数对等离子体流动控制的影响

    王丹王骥飞秦紫阳刘苏瑶...
    2656-2670页
    查看更多>>摘要：流动控制能够改善翼型受力状态从而提高气动特性,等离子体流动控制作为一种主动流动控制技术是当前研究的热点之一.本文采用等离子体唯象学模型,该模型忽略等离子体激励对动量的影响只考虑能量的注入对热效应的影响,将其与流动N-S方程相耦合方法,使用数值模拟手段研究等离子体气动激励对不同几何外形的翼型流动分离控制效果.模拟结果表明:施加等离子体激励可以增升减阻提升翼型气动特性,同时对翼型流动分离有控制作用,随翼型厚度增加使C1增加量从147.7％下降到72.6％,弯度增加使C1增加量从147.7％下降到19.6％,激励流动控制效果减弱且最大厚度位置靠前或靠后均削弱激励控制效果.此外流动控制作用与激励参数有关,改变激励电压峰值和频率都会对控制效果产生影响.通过研究分析可以为后续的翼型选型和更好的选择激励参数提供帮助.

    等离子体流动分离几何外形气动特性数值模拟

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    基于多松弛LBM的固液熔融过程模拟研究

    陈维奇宋志超全栋梁何玉荣...
    2671-2677页
    查看更多>>摘要：固液熔融过程具有温度/体积变化小、潜热释放/吸收量大的特点,在工程技术中具有重要的应用.为了更好的利用固液熔融过程进行储能,本文采用具有多松弛时间碰撞模型的双分布函数格子Boltzmann方法对方腔内固液熔融过程进行数值模拟,探究Rayleigh数(Ra)和Stefan数(Ste)对相变熔融过程的影响,并对相应无量纲结果进行展示和分析.结果表明,Ra数的增加不仅有利于对流起始时间的提前,还有利于速度涡的形成.而Ste数会使对流起始时间略有增加,但对速度涡的形成没有明显影响.此外,Ra数或Ste数的增加均有利于缩短完全熔融时间.

    固液相变格子Boltzmann方法熔融过程熔融主导机制

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    纳米液滴撞击润湿阵列碳纳米管的分子模拟

    冯潇源冉景煜邵运璘黄鑫...
    2678-2686页
    查看更多>>摘要：利用分子动力学模拟方法研究了水纳米液滴在不同阵列碳纳米管上的润湿特性,考察了不同结构与表面改性阵列碳纳米管、不同纳米液滴初始运动状态对润湿特性的影响.结果表明:手性参数n=30、m=0碳纳米管的抗水性能更强,顺排排列、间距为9nm时阵列碳纳米管有利于保持液滴形态,可避免不规则润湿现象发生;在环境温度升高过程中,纳米液滴在表面的扩散行为由液滴的铺展逐渐转变为气体的扩散;纳米液滴We数为6.74时,无量纲润湿半径最小,润湿过程由表面张力主导转变为惯性力主导;纳米液滴运动角度的改变不影响液滴最终润湿半径,但在小角度会出现不规则润湿现象,造成纳米液滴的动能在摩擦与形变中损耗,对抗水性能有不利影响.

    润湿性阵列碳纳米管纳米液滴分子动力学

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    立式螺旋管内气-液两相流动参数测量与流型研究

    李熙陈可欣朱彦霖王珩沅...
    2687-2695页
    查看更多>>摘要：由于螺旋管蒸汽发生器内部气-液两相流的流型分布和转换规律相比直管更为复杂,准确测量两相流的流型分布及预测其转换规律对螺旋管蒸汽发生器的设计和运行安全有十分重要的意义.本文开发了用于螺旋管中两相流参数测量的双头电导探针测量系统,利用双头电导探针在水-空气两相流实验台上对内径为8 mm的立式螺旋管内气-液两相流的流动参数进行了测量,使用高速摄像机记录了各流型的典型相分布特征,结合探针测量得到的两相流参数与高速摄影图像对螺旋管两相流流型的特征及转换过程进行了分析.根据电导探针的测量数据,分析了气、液相的表观速率对空泡份额、气泡速度、气泡弦长的影响,得到了气泡弦长、空泡份额、高速摄影特征及采集电信号波形类型与流型之间的对应关系.研究发现,在本实验的工况范围内,立式螺旋管中气-液两相流主要包含四种流型:塞状流、弹状流、泡状流以及类环状流,其中,类环状流对应的两相流参数分布范围最广,并且其分布的参数范围比文献中报道的该流型的分布参数范围更大.

    螺旋管气-液两相流电导探针两相流参数流型

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    遮光度对激光散射法粒径测量影响及修正

    苏格毅孙存金邓飞苏明旭...
    2696-2701页
    查看更多>>摘要：针对液固两相流体系分散相粒径表征中复散射导致低估粒度问题,建立基于蒙特卡罗(Monte Carlo)方法的激光散射模型,研究高遮光度下颗粒光散射特性.为验证模型准确性,搭建一套散射光能分布和遮光度同步测量系统,对不同浓度聚苯乙烯悬浮液进行试验.结果表明:未考虑复散射时,蒙特卡罗模型与传统模型散射光能吻合度良好.考虑复散射时,随着遮光度增加,散射光能曲线逐渐偏移,反演误差逐渐变大.遮光度为0.15～0.20,反演误差在5％以内.然而,遮光度为0.55～0.60,反演误差超过13％.进行误差修正,通过蒙特卡罗方法建立的激光散射模型构造系数矩阵,对粒径2.6 μm颗粒的实验谱反演,误差在3％以内,表明该模型可在高遮光度下准确反演粒度.

    复散射激光散射法蒙特卡罗方法遮光度反演

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    水力段塞的压力基数值模拟算法研究

    石国赟宫敬
    2702-2706页
    查看更多>>摘要：本文提出了一种压力基算法来模拟水力段塞的初始化与发展过程.该算法首先结合双流体模型与合适的封闭关系,构建了适用于水力段塞的数理模型.其次,为解决段塞头不含气导致方程组奇异问题,提出了能够同时处理段塞体与液膜区的单相-两相耦合的压力基求解算法.结果表明,该算法能够自动初始化水力段塞,模拟分层流向水力段塞流的转换过程,并与常见流型转换图吻合,同时段塞频率、长度具有随机性,其统计量与经验关系式吻合.

    双流体模型水力段塞压力基算法数值模拟

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