动态结冰孔隙结构三维建模方法

动态结冰内部呈现多孔结构特点，这一微观孔隙结构是影响其宏观物性的关键因素，然而传统方法难以对三维孔隙结构进行定量表征。为了客观刻画结冰微观结构特征，提出了基于结冰二维图像定量信息的三维微观结构建模方法。首先，研究并确定了真实结冰尺寸与建模区域之间的比例关系，分析比例尺对分辨率和建模的影响；其次，结合二维孔隙率和孔径分布函数，提出了三维孔隙数量及其孔径的推导方法，并给定了孔隙位置随机生成方法；基于此，最终建立了以0-1矩阵形式表征结冰三维微观孔隙结构的方法。实验表明，所生成三维结冰模型的二维孔隙定量信息与实验结果吻合度较高，建模方法准确可行，为动态结冰三维刻画、微观特征参数提取和相关微观仿真模拟提供了新途径。     

基于复合相变材料的梯级组合蓄热特性研究

针对潜热蓄热装置内部相变材料（PCM）导热系数偏小，蓄热速率过低的问题，对基于复合相变材料的两级串联式梯级蓄热装置的相变过程进行了数值研究。通过对不同热物性PCM工况的对比与分析，得到了装置在不同工况下的蓄热特性。结果表明，存在最佳的热扩散系数，使固定熔点的PCM实现“均匀等速相变”。同时，增大PCM的热扩散系数可以有效降低加热面温度，但随着热扩散系数的增大，加热面温度降低幅度减小。通过分析Stefan数，得到了装置最佳的参数，使工况蓄热效果最佳。最后，通过Stefan数为2.88时的实验工况验证了相关规律的正确性。     

低温等离子体去除室内空气污染物研究现状

本文介绍了室内空气污染物的来源和特点，阐明了等离子体的概念、存在状态以及分类，说明了低温等离子体的制备方法、化学反应的机理以及在去除室内气态污染物方面国内取得的成果，并提出了今后需要进一步研究的问题。     

冰蓄冷空调系统设备容量的计算

蓄冷空调系统设备容量的合理确定是进行蓄冷空调系统设计的重要环节。本文指出了冰蓄冷空调系统设备容量的影响因素及其与常规系统不同的确定方法，并以一典型工程为例，介绍了蓄冷系统设备容量的计算方法。     

氨基础乙醇-水二元混合物相变蓄冷特性的动力学研究

采用等温DSC法对氨基乙醇—水二元混合物的蓄冷凝固特性进行了动力学分析,获得了该材料的结晶反应级数、反应速率常数、活化能等参数,并研究了添加剂对动力学参数的影响。结果表明,添加铝粉是提高该材料结晶反应速率的有效方法之一。     

Couette-Taylor-Poiseuille流的数值模拟

对中等半径比同心旋转圆柱间Couette-Taylor-Poiseu ille流进行了数值计算,并与已有的实验数据进行比较以获得流场的更多信息。结果表明,数值计算与实验结果吻合较好,依次再现了层流涡、波动涡、非波动螺旋涡以及波动螺旋涡;轴流可以起到稳定流场的作用,轴流存在时,流场转捩的临界泰勒数Ta值会变大,涡胞变小,涡心不再位于轴间隙的中间,从左向右的轴流比较明显,交替指向内轴和外轴,并缠绕在涡胞的周围;除去平均轴流速度后,速度矢量场显示出不同的涡形,形状与相同Ta时的涡胞基本相同;在不同的泰勒数Ta和雷诺数Re下,涡心的轴向传播速度约为平均轴向流速的1.17倍,相传播速度约为内筒转速的0.42倍。     

侧墙对中等半径比同心旋转圆柱间Taylor-Couette流的影响——Ⅰ层流涡

对有限长中等半径比同心旋转圆柱间Taylor-Couette流进行了数值计算,以研究侧墙对Taylor-Couette流的影响。圆柱的半径比为0.83,形状比为6,泰勒数在0~357之间。内圆柱旋转,外圆柱静止。数值计算结果表明,在无滑移侧墙边界条件下,在泰勒数低于临界泰勒数时,在侧墙边界层的作用下侧墙附近出现侧墙涡,而在滑移侧墙边界条件下,直到泰勒数大于临界泰勒数,轴间才出现明显的涡流。当泰勒数处在89~112之间,侧墙静止和侧墙旋转时产生的最大径向速度分别约为内筒表面线速度的3%~4%和7%~10%。侧墙静止时,随着泰勒数的增加,边界层的厚度也随之递增。侧墙旋转时,边界层厚度基本不变。在泰勒数大于临界泰勒数时,随着泰勒数的增加,侧墙静止和侧墙旋转时侧墙涡的轴向长度分别增加和减少,在滑移边界条件下,侧墙涡的轴向长度约等于轴间距。在3种侧墙边界条件下,层流涡向波动涡转捩的临界泰勒数变大。     

相变热控装置内部的传热特性

针对舱内热控用相变热控装置内部的传热特点,研究装置内相变材料吸热过程的相变传热及流固耦合传热规律,建立了相应的数理模型及数值计算方法,进行了实验验证,并在此基础上分析了典型热控单元吸热特性的影响因素及作用规律。相关研究成果将为相变热控装置吸热及热控特性的有效预测,以及为装置的设计及优化提供参考。     

相变材料蓄冷平板凝固传热的研究

采用精确解法与积分近似相结合的方法,对一种自制相变蓄冷材料充冷凝固过程的相变导热问题进行了求解。获得了该蓄冷介质在板式蓄冷器中凝固时的相界面移动速度,边界面热流密度随时间变化的规律,及不同工况下蓄冷板厚度与预测蓄冷时间的关系。计算结果与实验结果吻合较好。结果表明,边界面的热流密度随固相区厚度的增加而减小;预测蓄冷时间随冷媒流体温度的降低而减小,随平板厚度的增加而增加。     

蓄冷空调系统主机容量确定的数学模型

指出了建立蓄冷空调系统主机容量数学模型的意义,分析了常见模型存在的局限性,根据释冷优先和主机优先的定义及逐时负荷分布特点建立了具有普适性的数学模型,并结合实例进行了完备性验证。