高位进气、径向出流的旋转腔内流动与换热的数值研究

用标准k-ε模型模拟了航空发动机涡轮盘冷却系统的高位进气、径向出流盘腔模型的湍流流场和温度场,分析了其盘面平均Nu数随旋转雷诺数Reω和进气雷诺数Re的变化。  

热防护系统中六角蜂窝腔内的流动换热研究

通过对六角蜂窝腔内的流动换热进行数值模拟研究,得到了Ra数从500到105范围内侧壁绝热时蜂窝腔内空气的流动换热结果和机理,六角蜂窝的倾斜角度为0°、10°、20°、30°及45°,六角蜂窝的长高比H/L=0.75.数值计算方法采用有限体积的SIMPLEC算法,对流项采用二阶迎风格式进行离散,计算中考虑蜂窝腔内空气的物性变化.计算结果表明,在所计算的问题中如果采用Boussinesq假设将使得计算结果误差比较大.六角蜂窝腔内的空气流动换热机理的研究,对热防护系统设计具有指导意义.  

复合热条件下椭球形封闭腔内低压气体的自然对流

 以填充氦气的平流层浮空器为应用背景，对非均匀复杂热边界条件下大尺寸椭球形封闭腔内低压气体的自然对流热特性与动力学特性进行了数值模拟。以Fluent软件为基础，采用用户自定义函数(UDF)自编程技术引入外部非均匀的对流-辐射耦合热边界条件，考虑了低压气体密度对压力、温度的依赖关系。分析了不同条件下腔壁与内部气体温度、对流换热特性以及流场、压力、质心变化等动力学特性，通过数据分析，获得了腔内自然对流的局部对流换热系数关联式。研究结果表明，在平流层环境下，外部非均匀热边界条件及其变化对封闭腔内低压气体的自然对流热特性与动力学特性影响很大。  

关于环形多孔介质内自然对流中分叉现象的理论分析

本文在文献［２］的基础上，进一步从理论上研究了环形多孔介质内自然对流中的分叉现象。通过稳定性分析，得到了临界分叉点的理论估计值。结果表明本文所采用的线性稳定性分析方法在研究这种分叉现象时是有效的．从而为一些更复杂的分叉现象的理论研究提供了一条可能的途径。  

高Ra数自然对流问题的张力样条数值模拟

本文将基于压力泊松方程技术的原参数Ｎ－Ｓ方程的张力样条数值解法推广应用于自然对流问题的数值模拟，提出了自然对流问题一个新的数值模拟方法，对一方内高Ｒａ数自然对流问题的数值模拟表明，结果是令人满意的。  

垂直平板层流自然对流的群论分析

本文对由热、质最扩散和化学反应引起的垂直平板定常层流自然对流问题用Ｍｏｒｇａｎ变换群理论进行了分析，得到了壁面温度和浓度分布均按变化时的相似性方程组，并用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法和Ｎａｃｈｔｓｈｅｉｎ－Ｓｗｉｇｅｒｔ迭代法，在Ｐｒ＝０．７２和不同的施密特数Ｓ＿ｃ、反应阶ｎ和参数Ｐ、Ｑ下进行了数值求解。给出了相应的速度分布、温度分布和浓度分布曲线。  

水平同心旋转套筒内的混合对流

 用数值模拟法研究了水平同心套筒内、外筒加热旋转时的流动和传热特性,提出了旋转流抑制自然对流的物理机制,进一步验证了对流换热可比拟为具有内热源的导热问题。  

管道惯性测量系统散热仿真分析

基于FLUENT商用软件建立了在60℃高温油内使用的管道惯性测量系统的传热数值模型,模拟了系统在自然对流、不同风冷强制对流和不同热辐射系数下散热的温度分布,分析了风扇布置、空气流量及结构件表面热辐射系数对系统温度分布的影响.通过仿真分析取得了系统有效的散热配置,试验验证结果与仿真计算情况基本吻合,两者相差1.1％.  

竖直平板间湍流自然对流中螺旋羽流结构的实验研究

应用粒子图像测速技术（PIV）对竖直平板间水的温差湍流自然对流的流场进行了测量，并由测量所获得的速度场获取了涡量分布和散度分布。测量结果表明，在流场中的竖直展向截面和水平流向截面上都存在大尺度涡流结构，而且在部分涡量集中区域同时具有正的或者负的散度集中，速度矢量分布也表明水平截面上的这部分涡流结构呈现着清晰的源或汇的特征。这些现象都表明这部分旋转着的流体不但有切向速度，还有径向速度。这意味着这部分流体在旋转的同时也有向上或向下的运动，即同时具有在同方向上的涡量和速度，即螺度，而这是螺旋羽流结构的特征。这些涡结构，尤其是水平流向截面上具有径向速度的涡流结构的存在证实了竖直平板之间的湍流自然对流流场中大尺度的螺旋羽流结构的存在。  

不同压力环境下竖直平板表面自然对流散热实验

飞行器从地面上升到太空的过程中所经历的大幅度环境参数变化,会导致飞行器及机载设备出现“超热”、“过冷”和“热分层”等现象.为得到不同环境压力下的关键参数——自然对流换热系数,本文搭建了一个能提供不同气压和环境温度的封闭试验舱,对在不同压力环境(0.000 1,0.01,0.1,0.2,0.5,1,10,50 kPa和常压)下几种固定加热量(75,150,300 W/m2)的竖直平板散热进行了实验研究,通过对辐射散热和对流散热的分析比较,获取不用工况下气体的对流换热系数.结果表明:对流换热系数在绝对气压小于1 kPa时非常小,可以视作为0;在绝对气压大于1 kPa时,对流换热系数随压力的升高呈2次方增加;通过对环境物理参数的无因次化处理,得到的准则式方程可用于1～100 kPa的环境压力.