纳米复合相变材料熔化过程数值模拟

相变储能技术在航空航天等领域具有广泛的应用前景,但是相变材料导热性能差制约了其工程化应用。高导热的纳米材料能够有效提高相变材料的导热性能。为了对其相变现象进行更精细的模拟分析,基于Maxwell-Garnett等效介质理论（EMT）建立3种具有代表性结构的纳米复合相变材料详细物性参数,将流体体积（VOF）模型与焓-多孔介质模型相耦合,在考虑相变材料体积膨胀的情况下,数值模拟了纯石蜡、添加不同体积组分金刚石纳米粒子（ND）、单壁碳纳米管（SWCNT）和石墨烯纳米片（GnP）的纳米复合相变材料在定温边界条件下的固液相变过程。结果表明:相变材料熔化过程中对流效应主要分布在临近固液相界面、临近加热壁面及临近气液两相交界面这3个区域;3种纳米粒子中GnP的导热强化效果最佳,相比纯石蜡,添加体积分数为3%的GnP纳米复合相变材料固相导热系数提高了486%,相变材料的熔化时间缩短了69%;升高壁面温度能够有效缩短复合相变材料的熔化时间。      

流变铸造法制备Al2O3p／ZA4—3复合材料的研究

为提高模用锌合金ＺＡ４－３的性能，扩大其应用范围，本项工作采用流变铸造法成功地制备了性能稳定的Ａｌ２Ｏ３ｐ／ＺＡ４－３复合材料。对该材料进行了弯曲强度、冲击韧性、压缩强度、硬度及耐磨性等性能试验，结果表明：Ａｌ２Ｏ３ｐ的加入，使锌合金的压缩强度、室温和高温硬度以及耐磨性明显提高，其弯曲强度略有降低，而其冲击韧性下降了１／２￣２／３。最后还讨论了成形工艺参数、颗粒含量和颗粒直径对该复合材料性能的影响     

类多孔结构超轻高效换热器流动传热特性研究

针对航空发动机热管理系统的需求,提出了一种基于3D打印技术的正八面体类多孔结构换热器,并对其内部的流动传热问题开展研究。通过研究发现,正八面体类多孔结构可以有效提高换热器的效能。但随着结构系数C_e的减小,管外流阻会急速增加。当C_e减小到10后,管外阻力系数增大到光管的18.2倍。为此,本文开展了换热器内部的结构优化,在提高内部换热的情况下,尽可能减小换热器管外空气侧流阻,使得换热阻力综合系数ψ值达到最优。     

预测纳米多孔铜弹性模量的随机分布单胞模型

纳米多孔铜的弹性模量实测值远低于分子动力学的模拟结果,且实际韧带尺寸远大于分子动力学模拟结果。通过Python平台在ABAQUS中构建纳米多孔材料的随机分布单胞模型,基于热应力比拟方法,用多尺度均匀化方法求出均匀化弹性参数。首先,利用所提模型预测纳米多孔金的弹性模量并与实测结果进行了对比,两者的高度吻合说明所提模型的有效性。其次,预测并分析了不同体积分数下纳米多孔铜的均匀化弹性模量,发现了纳米多孔铜均匀化弹性模量随着体积分数变化的阈值现象,并从力学角度对其机理进行了解释,分析了预测结果大于实测结果的影响因素。      

铝液在多孔介质中渗流时气体反压力模型的研究

本文研究了铝液在多孔介质中快速糁流的特点,建立了在渗流法制备多孔泡沫铝合金时的型腔内气体反压力模型,该模型使计算结果更接近实际浇注情产况,研究表明气体反压力与多孔介质的透过率（即孔隙率和孔径）、渗流速度、渗流长度有关。通过对渗流过程的渗流和传热进行耦合数值计算,并经实际浇注验证,说明数值计算基本合理,对最终优化渗流工艺具有实际意义。     

多斜孔气膜冷却壁表面换热系数实验研究

采用恒热流法,对４种不同结构实验板的多斜孔气膜冷却壁表面换热系数进行了实验研究,研究的主阿影响因素有：吹风比、孔排列方式、孔间距和孔排距等,实验主流雷诺数约为１７０００,吹风比Ｍ＝１￣４。实验结果表明：引入气膜冷却使表面换热系数明显增强;单一实验板换热随吹风比增大而增强;在相同单位面积开孔率情况下,列间距的影响大于排间距,即列间距越小换热越强。     

多孔铝合金材料吸声性能的研究

采用加压铸造工艺制备了多孔铝合金。多孔铝合金的孔隙尺寸为0．5～1．6mm,孔隙率为60％～80％,通孔率为85％～11％,最大制品尺寸为11mm×100mm。多孔金属具有较大的吸声系数,不同的多孔铝合金其吸声系数随频率的变化趋势基本相同。当声波频率增加时,多孔铝合金的吸声系数增大。减小孔隙尺寸和增加孔隙率,多孔铝合金的吸声系数增大。当声波频率在3．5kHz时,吸声系数达到最大。     

中性水基氧化铝陶瓷料浆的流变学研究

采用流变学的方法在RV 2 0型流变仪上研究了不同条件对中性氧化铝悬浮体流变性的影响。重点研究了固含量、分散剂加入量、球磨工艺对料浆流变性的影响。研究表明 :随临界固含量的降低 ,“剪切增厚”的临界剪切速率呈明显的升高趋势 ,从固含量为 5 6vol%时的 82s-1增加到固含量为 5 0vol%时的 192s-1;分散剂的加入量对料浆的临界剪切速率具有显著的影响 ,当固含量为 5 6vol%时 ,分散剂合适的量为 1 0wt% ;随着球磨时间的延长 ,料浆的“剪切增厚”临界剪切速率增大 ,而且逐渐不再有“剪切变稀”阶段。     

多孔毛细陶瓷稳定器背后火焰和回流区分析

多孔毛细陶瓷稳定器背后产生火焰是我们多次观察到的现象。通常认为，此处为高速区，不可能有火焰存在。经过反复观察分析认为：这是陶瓷的多孔毛细特性渗油蒸发的结果，产生强化燃烧效应，对组织燃烧有利。也由于陶瓷多孔毛细的作用，陶瓷稳定器后的回流区亦有别于传统钝体稳定器的回流区。逆流区不复存在。稳定火焰的机制也有不同，对组织燃烧亦将产生有利的影响。这些将使燃烧室的工作得到强化或改善。     

高效多孔环挤压油膜阻尼器的减振特性研究

根据高速旋转机械振动控制发展的需要 ,研究并开发了一种新型阻尼器 ,即高效多孔环挤压油膜阻尼器 ( PSFD)。本文分析了这种阻尼器对刚性转子的稳态和突加不平衡瞬态振动的控振能力及抑制非协调进动的能力、研究了它对柔性转子的减振特性。结果表明这种阻尼器除具有现用挤压油膜阻尼器 ( SFD)的优点外 ,还具有远为优越的控振能力 ,可大大提高转子系统的不平衡量承载能力及工作的可靠性和稳定性。