有限体积法求解立体角离散误差

为解决采用有限体积法求解辐射传输方程时引起离散误差的问题,从有限体积法立体角内热流密度的求解过程出发,运用泰勒级数推导了近似误差的表达式,并分析影响离散误差的各种因素,包括离散射线数,辐射强度分布,假散射及网格比.根据分析结果,采用辐射强度的连续分布模型,模拟了各种因素对误差的影响.结果表明,辐射强度的分布函数对于有限体积法的离散误差有一定程度影响.当增加网格数及减小网格尺寸比时,可以有效地减小离散误差.假散射与离散误差间呈较强的非线性耦合关系.     

“工程热力学”教学中经典内容与新兴低碳技术的整合

应对全球气候变化,加强节能减排事业是国家基本国策,也是当代理工科教学必然要加强的专业知识和素质教育内容,但是尚未将其有效而系统地整合到本科生教学与培养体系中。文章介绍了如何在"工程热力学"课堂教学中,将与应对全球气候变化与节能减排密切相关的低碳技术、能源利用与环境污染、能源的高效利用、可再生新能源技术与传统的工程热力学基本理论、热力性质、热力过程、热力循环相整合。     

MW级空间核反应堆系统热管式辐射散热器分析及优化

空间核反应堆是空间核电源和核推进的研究基础，大功率核反应堆的体积和质量一直是限制航空航天设计的重要因素。针对这一问题，本文对MW级空间核反应堆系统热管式辐射散热器进行建模和分析，建立热管式辐射散热器的热阻模型，利用穷举法和遗传算法在给定工况下探讨裸碳纤维翅片长度L_f和厚度δ_f、冷却剂质量流量m、辐射散热器入口温度T_f1对散热器质量M的影响。结果表明，当T_f1＝800 K、L_f＝5 cm、δ_f＝0.16 mm、m＝9 kg/s时，M达到最优，为906.593 kg，优化了0.63%的系统质量。     

低Reynolds数空气来流正庚烷液滴蒸发过程熵产特性

车用内燃机、航空发动机燃料的主要成分为正庚烷液体。液体燃烧属于扩散型燃烧,燃料先雾化成油雾,然后蒸发,燃油蒸气在气态扩散火焰中燃烧。油雾蒸发是液体燃烧中的重要过程,是决定液体燃烧的燃烧速率的关键步骤。建立了一个二维准稳态的液滴蒸发数值模型,分析了液滴蒸发的熵产,推导出了三维笛卡尔坐标系下的传质熵产公式。基于Fluent软件进行了数值模拟,结果显示低Reynolds数空气来流中的液滴蒸发过程的熵产主要由导热熵产组成,且液滴蒸发越容易,相对总熵产越小,从热力学角度来看其液滴蒸发过程更优。     

高能激光武器毁伤机理多物理场建模

高能激光武器毁伤机理的研究是对其毁伤效果进行评估的基础。基于高能激光武器的毁伤机理,对激光热破坏、力学破坏以及辐射破坏的破坏原理及效果进行分析。考虑激光辐照下不同材料表面状态的变化建立稳态与非稳态两种模型,考虑切向气流的影响开展数值仿真。此外对激光辐照能量的利用效率进行了讨论,对比了不同材料对激光的防护效果。研究结果可为激光毁伤评估提供理论依据。     

累加式考试方法在能源动力类课程中的应用

在调研世界一流大学的能源动力类课程教学体系和考核体系基础上,在技术基础课"工程热力学"和核反应堆工程专业课"核燃料及核燃料循环"与"核反应堆安全"教学实践中设计和应用一系列考核方法,综合应用期末闭卷考试、期末开卷考试、期中考试、大论文、长摘要撰写(英文)、专业资料翻译、调研报告、平时作业、课程讲座和课程设计等多种方式,取得了良好的教学效果.     

激光辐照材料烧蚀特性的数值仿真

高功率激光辐照材料所造成的毁伤主要包括热破坏、力学破坏以及辐射破坏3个方面,直接表征烧蚀特性的参数是激光对材料造成的热力效应。根据机载激光武器系统ABL的性能指标与毁伤模式,构建ABL仿真系统设计框架与算法流程,建立相应的数学物理模型,采用离散化方法求解热传导方程,得到表征激光毁伤能力的关键参数。模拟了不同工况下材料的毁伤发生概率,并分析影响毁伤概率的因素。     

星表核反应堆能量转换系统方案的初步优选与性能分析

为解决星表基地能源供给问题,选用大功率、长寿命的空间核电站作为其供电设备,对核电系统中的关键模块-热电转换的方案进行探究。通过构建多类评价指标建立评价体系,利用层次分析法(AHP)确定了热电转换的基本模型-布雷顿循环系统,在此基础上进行结构改进,建立回热式、再压缩式、预压缩式、简单中间冷却式循环系统的数理模型,推导其效率表达式,并探究系统压缩比、反应堆出口温度、冷却器出口温度、回热度等工况参数在一定变化范围内对不同结构的循环系统效率的影响,综合考虑确定简单中间冷却式布雷顿循环系统为最终的热电转换方案,以上研究可为星表核反应堆电站设计提供相应的理论指导。     

周期单层立方体多孔结构及其元胞的吸收特性

多孔结构的辐射特性与结构的特征尺寸有直接联系。当结构的特征尺寸与辐射波波长相当的时候,物体之间的辐射将产生新的效应,如表面等离子激元、微腔谐振效应等。采用时域有限差分法(FDTD),研究了周期性立方体多孔结构及其元胞的吸收特性。结果表明,由于表面等离子激元,元胞结构在428nm时的吸收能力最强,周期性单层立方体多孔结构在350~600nm波段可以起到强化吸收的作用,但其吸收能力并不是元胞吸收能力的线性相加。