矩形微槽道结构与平板微热管传热特性研究

为研究矩形槽道深度对平板微热管传热特性的影响,根据ANSYS(有限元)软件瞬态热仿真结果进行结构设计,利用MEMS(微电子机械系统)干法刻蚀工艺分别制作了不同深度的等宽和不等宽矩形槽道平板微热管。采用乙醇液体工质并在加热功率恒定的条件下,分析了不同充液率的平板微热管轴向温度分布及其等效导热系数。研究结果表明:在加热功率为3.1 W的条件下,槽道深度为220μm的矩形槽道微热管比槽道深度为180μm的矩形槽道微热管传热性能提高近60%,不等宽矩形槽道微热管的轴向温差为25℃左右,要优于等宽矩形槽道微热管的45℃。由此得到微槽道的深度越深,微热管传热性能越佳;不等宽槽道微热管的传热性能优于等宽槽道微热管。     

不同结构和应用参数对平板微热管性能的影响

以铝基平板微热管为研究对象，探究平板微热管微槽道形状、填充工质、冷却方式、加热功率对平板微热管传热性能的影响，分析不同参数下平板微热管平均温差和热阻的变化规律。结果显示：矩形槽道的平板微热管性能优于三角形槽道平板微热管，丙酮工质平板微热管的性能优于甲醇工质平板微热管，带翅片的平板微热管的性能优于不带翅片的平板微热管。在极限热流密度范围内，加热功率越大，平板微热管的性能越好。     

多壁碳纳米管水基纳米流体重力热管传热特性数值模拟

为揭示多壁碳纳米管水基纳米流体应用在重力热管中的传热特性,基于多相流模型(VOF)建立其重力热管数值模型,并将数值结果与实验数据进行对比验证。以热阻作为性能评价指标,改变加热功率和充液率,讨论二者对热管换热性能的具体影响。通过添加传热传质源项来编写用户自定义函数(UDF)完成内部流体蒸发冷凝过程中的相变模拟。模拟结果表明:该数值模型能够较好模拟多壁碳纳米管水基纳米流体应用重力热管内部复杂的流动与传热过程;在选定的加热功率及充液率参数范围内,该重力热管的整体热阻随蒸发段加热功率的增大而减小,随充液率的增大而增大。     

低温热电器件的结构尺寸优化

建立了热电器件模型,在考虑最大输出功率的条件下对热电器件的长度进行了优化.结果表明:随着热电器件p/n结长度的减小,热电器件的功率呈上升趋势并达到一个极值,但随着p/n长度的进一步减小,热电器件的功率开始下降.热电器件的最大功率随着端板热阻、接触电阻和接触热阻的增大而减小,最大功率优化下的p/n结长度随着端板热阻、接触电阻和接触热阻的增大逐渐增大.     

矩形微槽群换热器换热特性的数值研究

设计了一种矩形微槽群换热器,分别对单个槽和整个换热器传热过程进行了数值模拟。对不同流量以及不同热流下的流场和温度场进行模拟,并与理论分析结果比较,两者相吻合。分析结果表明,微换热器的热阻随着流量的增大而变小,温度变低。当流量为200 mg/s时,微换热器最高温升为47 K,表明当达到一定流量的时候,微换热器温升能控制在有效地范围内,能很好地保证微器件的工作状态。     

过渡流道径向长度对离心泵水力性能的影响

为研究过渡流道径向长度对离心泵水力性能的影响,建立了4种不同径向长度的过渡流道模型,并借助ANSYS软件对离心泵进行了全流场的数值模拟。根据数值模拟结果,对比分析了泵外特性曲线和设计工况下过渡流道内部的流动状态。研究表明:额定工况及小流量工况下,径向长度对离心泵外特性的影响不大,但在大流量工况下,随着长度的减小,离心泵的扬程和效率均有所降低;过渡流道径向长度为510和610 mm的离心泵,扬程与效率的波动不大;过渡流道扩散段内部的回流和漩涡较为明显,且小径向长度过渡流道扩散段内部的回流和漩涡更为明显。     

矩形微槽群换热器传热特性的数值研究

设计了一种矩形微槽群换热器,分别对单个槽和整个换热器传热过程进行了数值模拟。对不同流量以及不同热流下的流场和温度场进行模拟,并与理论分析结果比较,两者相吻合。分析结果表明,微换热器的热阻随着流量的增大而变小,温度变低。当流量为200mg/s时,微换热器最高温升为47K,表明当达到一定流量的时候,微换热器温升能控制在有效地范围内,能很好地保证微器件的工作状态。     

四温位吸收式热泵的热经济性能优化

基于一类不可逆四温住吸收式热泵模型,以单位成本的泵热率作为热经济学目标函数,导出了热经济学目标函数与泵热系数的优化关系.利用数值方法讨论内不可逆性、经济参数、外部热源温度对热泵热经济性能的影响.结论可为实际吸收式热泵的优化设计提供理论依据.     

平行流式电机周向水套结构参数对散热性能影响研究

针对电力机车上某功率密度为1.27 kW/kg的平行流式电机周向水套结构的散热问题进行了研究。首先利用热阻网络法建立了平行流多通道截面的热阻数学模型;然后借助FLUENT软件对水套的电机散热过程进行了数值模拟,并对结构参数进行了优化;最后通过实验验证了计算的正确性。结果表明:当通道孔数n增大时,总热阻普遍减小;当通道单孔宽度x增大时,总热阻先增大后减小,当n=6个、x=1.670 mm时,水套具有最佳的散热性能;水套各测温点的数值模拟温度与实验测量温度之间的相对误差均低于5.00%。     

仿生叶脉分形微结构表面的平板热管传热性能研究

基于植物叶片的蒸腾作用,以叶脉结构作为蓝本,设计了分形角度为50°、60°、70°、80°、90°的仿叶脉槽道结构,并将其应用于平板热管冷凝端。其中上一级槽道与下一级槽道的长度比、宽度比均为0.7,第一级槽道长度为16.0 mm、宽度为2.0 mm、深度为0.3 mm,并且设置一组未经表面处理的平板热管作为对照。实验结果表明:分形角为80°时性能最优,其冷凝热阻最小可达39.420℃/kW,相比未经表面处理平板热管的热阻降低了40.29%;相对于传统的直槽道结构,置于冷凝端的仿叶脉槽道结构能极大地降低工质流阻,有利于工质回流。     

基于ARIMA-SVM组合模型的光功率趋势预测新方法

针对电力通信系统光纤线路未来状态趋势预测问题,提出一种基于自回归移动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model,ARIMA)-支持向量机(Support Vector Machine,SVM)组合模型的光功率趋势预测法。根据光功率数据的非线性和时变性特点,首先利用小波变换将其分解并重构,然后设计一种基于混合核函数的SVM预测模型,对重构后的数据分别构建ARIMA模型与基于混合核函数的SVM模型并预测,最后组合2种模型的预测结果实现光功率趋势预测。分别采用ARIMA模型、径向基函数(Radical Basis Function,RBF)模型、SVM模型、ARIMA-RBF模型与该模型进行实验并对比,结果表明,基于混合核函数的ARIMA-SVM组合模型对光功率趋势预测最为准确,其预测精度及计算速度都有了显著提高,为未来光功率趋势发展提供了一种有效可行的预测新方法。     

基于正交试验的纸浆泵叶轮排气孔参数设计及试验

采用正交试验的方法对纸浆泵叶轮上排气孔参数进行设计。通过数值模拟性能预测、研究分析,确定排气孔参数对性能影响的主次关系。采用综合性能评价函数确定排气孔参数最佳方案:排气孔个数Z_d为8,直径D为20 mm,径向距离R_1为130 mm,周向位置θ为15°。如通过样机试验得到优化后纸浆泵的性能特性,研究发现流量在0.8Q、1.0Q、1.2Q时,优化后的扬程、水力效率和气液分离效率分别提高了5%、7%和20%,排气孔参数优化后气液分离效果尤为明显,满足设计要求。     

熔盐泵空间导叶与叶轮的径向安装间隙对泵性能影响研究

为了探究空间导叶和叶轮之间的径向安装间隙对泵性能影响规律,选择某VS1型太阳能高温熔盐泵首级部分作为研究对象,在其他几何参数不变的前提下,以原导叶和叶轮径向间隙值为基础,通过沿径向逐次改变导叶进口和叶轮之间的相对位置,共设计了6组不同间隙下的导叶-叶轮组合方案,基于CFD方法对6种间隙方案(1.5～6.5 mm),进行了全流场数值模拟,并试验验证了数值算法的可靠性。研究表明：导叶与叶轮径向安装间隙对泵扬程和效率在不同工况下的影响具有显著差异性,存在较优间隙使泵性能整体最佳,间隙过大、过小时都会致使其性能劣化;与原间隙2.5 mm时相比,合适的间隙可使叶轮出口和腔体间隙处的主频压力脉动幅值分别降低20.6%和36.4%,泵内介质流动稳定性提升;导叶内流道压力梯度和腔体涡核心分布随间隙改变呈不同变化态势,间隙为4.5 mm时,导叶内流道压力梯度变化更为均匀有序,腔体内涡的范围和强度较其它方案削弱明显,泵内流态最优。     

基于混沌RBF神经网络的汽油机瞬态工况油膜参数辨识研究

提出了基于混沌径向基(RBF)神经网络的汽油机瞬态工况油膜参数辨识方法。利用混沌优化算法确定隐含层高斯函数径向基中心和输出层连接权值,使其达到全局最优,有效地提高RBF神经网络的收敛速度;同时,利用混沌算法训练RBF神经网络,使目标函数取全局最小值或逼近全局最小值,有效地提高辨识模型的辨识精度,并与BP神经网络模型及最小二乘法辨识进行了分析和比较。仿真结果表明:混沌RBF神经网络模型收敛速度快,具有更强的非线性辨识能力,能够有效地提高油膜动态参数的辨识精度,进而得出不同工况下的油膜参数动态特征。     

发动机短舱型线的多目标优化设计

为了提高亚声速客机发动机短舱的气动性能,开展了短舱内、外型线的多目标优化设计。采用贝塞尔曲线和形函数方法对短舱型线进行参数化设计,通过RANS数值模拟获得气动性能,以摩擦阻力和总压恢复系数作为目标函数,结合径向基函数模型和带精英策略的非支配排序遗传算法,成功获得了短舱型线的优化设计几何。经数值模拟分析验证,该优化型线设计可以明显改善短舱内、外流场,有效降低短舱外部的摩擦阻力,提高短舱内部的总压恢复系数。     

辐射对流条件下肋片散热的数值计算和结构优化

本文利用matlab对一种矩形肋片进行了散热数值计算 ,以金属热强度为结构优化的目标函数 ,通过对计算结果的分析得出了此种肋片的最佳肋高尺寸 ,同时 ,认为利用matlab来解决这类肋片优化问题是非常方便的。     

带有横向微沟槽的矩形通道内超临界液化天然气换热强化特性模拟研究

提出了一种用于超临界液化天然气换热的微小通道换热器整体性能提高的被动式强化技术并进行了数值模拟验证和设计优化.在普通的矩形微小通道内利用3D激光打印技术在壁面加工横向圆弧形微沟槽以强化换热能力.首先对圆弧形微沟槽的槽深、槽宽和相邻两槽道中心距等几何尺寸进行了优化计算,然后讨论了在使用强化技术后工质温度在跨越临界温度的1...     

混流式水轮机泵板装置特性分析及其改进

为研究混流式水轮机主轴密封泵板装置工作特性及优化可行性,基于CFD商用软件,以新疆红山嘴一级电站4号机为例对其结构进行改进。在模型准确基础上,分别就径向泵叶角度、泵盖高度做改进,并将泵叶和泵盖联合改进结构进行数值模拟。共计25种计算模型,225种工况,以泵盖排水量、梳齿环出口压力、顶盖排水压力作为指标,探究提高泵板装置工作效率及主观减少间隙泄漏量的可行性。研究表明:泵盖位置较泵叶角度改变对优化效果更佳;较大高度比的泵盖对减少间隙泄漏量、提高泵板装置工作效率更有利;径向泵叶且高度比为0.1902为最佳改进结构,可使泵板装置工作效率提高11.7%、泄漏量减少17.8%、顶盖排水量增加14.5%。     

广义不可逆卡诺热机的生态学最优性能

以反映热机功率与熵产率之间最佳折衷的“生态学”准则为目标，综合考虑热阻、热漏及其它不可逆性对卡诺热机性能的影响，导出牛顿传热规律下循环的生态学最优性能，由数值计算分析比较了热漏、内不可逆性的影响特点。生态学优化以牺牲小部分输出功率为代价，较大地降低了循环的熵产率，而且在一定程度上提高了热机效率。因此，生态学目标函数不仅反映了输出功率和熵产率之间的最佳折衷，而且反映了输出功率和热效率之间的最佳折衷。     

基于构形理论的"体-点"导热熵产生最小化

基于构形理论，以导热过程中的熵产生最小为优化目标，对“体-点”导热问题进行了研究。得到了矩形单元面和各级构造面的最优外形及高导热材料的最优分布；分析了优化级数对最小化熵产生的影响；比较了所得的最小熵产生与热阻优化过程中熵产生的大小；还比较了以熵产生最小为优化目标与热阻最小为优化目标所得的最优构形的差异。