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多孔介质相变传热与流动及其若干应用研究

伴随相变发生的多孔介质多相流动的热质传输问题近年来出现在许多科学和工程技术领域中,包括土壤学,石油储油工业,地下水去污工程,热管技术,干燥工艺,颗粒材料处理,涓流反应器以及地热储工业等。多年来,传统的多孔介质中的多相流模型都是基于一般化的达西定律。但是,达西定律仅适用于雷利数较小的流动过程,其次,这种繁杂的模型在用于多相流的流动传输过程分析时,计算量大大增加。本文的主要目的就是发展和求证一个新的处理多孔介质多相流热质传输问题的模型,从分析含湿多孔介质内部湿分和热量的输运机制出发,应用连续介质力学和局部容积平均技术,引入了能够较全面描述含湿饱和多孔介质内热质传递现象的一般数学模型。新的模型由于能够全面反映复杂的流动过程中所涉及到的各种驱动机制,因而具有一定通用性,且模型中各方程形式上类似,均可化为统一的一般形式,在数值计算上有较大便利。本文应用此模型对两个主要工业应用领域的多孔介质多相流进行了数值模拟和结果分析。其一为土壤学,建筑  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

燃油喷雾与多孔介质的相互作用及其在内燃机中应用的数值模拟研究

能源短缺与环境污染是当今世界首要关注的两大热点问题,作为主要的能源消耗主体和环境污染来源的内燃机受到广大研究者的关注。在众多关于发动机的技术革新中,目前仍为新生事物的多孔介质发动机以其独特的燃烧方式、低排放、低噪音等优越性必将成为日后发动机研究领域的热点。本文以多孔介质发动机的研究为背景,通过数值模拟研究了多孔介质中均匀混合气形成的机理,同时对两种类型多孔介质发动机的着火、燃烧及排放进行了模拟计算,以期对多孔介质发动机的工作特性有初步的了解,为其将来走向实用化提供理论基础。首先研究了多孔介质中均匀混合气的形成,对喷雾油束与热多孔介质的相互作用进行了详细的数值模拟:(1)针对喷雾油束碰热壁时的Leidenfrost现象,发展了油束碰撞热壁的数学模型。此模型中油滴破碎后的直径分布由概率密度函数确定,破碎油滴的数目由油滴碰撞热壁前后的质量守恒求出,用四个油滴包表示油滴碰壁后破碎生成的油滴,选用Senda的油束碰壁传热模型。用结合此碰壁...  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

《导弹与航天运载技术》2020年02期
导弹与航天运载技术

密闭金属空腔中多孔介质相变耦合传热模型研究

针对外加瞬间高能热源,由密闭金属空腔、腔体中多孔介质、多孔介质中可相变工质组合成的耦合态目标传热特性在航空航天领域的特殊应用需求,基于金属腔体、多孔介质中不可压缩流动相变工质的能量守恒、动量守恒、质量守恒等原理,以低气压环境下应用的复杂物理结构的密闭金属腔体为研究对象,建立了由高...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中山大学学报(自然科学版)》2020年03期
中山大学学报(自然科学版)

非线性非局部多孔介质方程在非线性边界条件下爆破时间的下界

研究非线性非局部多孔介质方程的解的爆破问题,运用...  (本文共6页) 阅读全文>>

《水科学进展》2020年03期
水科学进展

孔隙尺度多孔介质流体流动与溶质运移高性能模拟

深入探究孔隙尺度下的流体流动特性和溶质运移规律对石油开采、农田养分管理、地下水污染修复有着重要意义。以人工构建的多孔介质结构和同步辐射X射线显微CT扫描的土壤团聚体(分辨率3.7μm)为研究对象,在空间节点数多达64 000 000的情况下,基于格子Boltzmann模型和GPU并行技术计算得到多孔介质流体运动和溶质运移过程的关键参数,并据此探究多孔介质空间异质性对水力学特性的影响。通...  (本文共11页) 阅读全文>>

《材料与冶金学报》2020年01期
材料与冶金学报

多孔介质燃烧器系统设计及实验研究

多孔介质燃烧是集节能、减排、环保于一身的一种全新的燃烧方式.目前,在德国、美国等国家,该技术已实现部分行业的工业应用,然而该技术在我国工业领域应用方面还没有打开局面.本文设计了一种面向中高温加热领域的多孔介质燃烧器及其控制系统,可以实现不同热值气体的高效和清洁燃烧,同时具有防止回...  (本文共7页) 阅读全文>>