胡桂林
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李国能
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张治国
,
郑友取
工程热物理学报
反应溅射沉积技术(RSDT)可以生成纳米大小的颗粒并有效溅射形成性能稳定的催化层,是一项崭新的催化层制备技术.为从理论上研究RSDT过程的复杂物理化学过程,本文提出了RSDT过程的三维综合数学模型,模型描述了流体流动、热/质传递,并与燃料气的化学反应和液滴的燃烧相耦合.RNGκ-ε模型用于描述湍动燃烧气流,液滴的跟踪和分析在拉格朗日框架下进行,并利用Monte Carlo方法生成了催化层的表面结构.计算结果可以为该技术的优化提供一定的参考.
关键词:
反应溅射沉积技术
,
数值模拟
,
RNGκ-ε模型
,
蒙特卡洛法
,
多组分反应
郑友取
,
李国能
,
胡桂林
,
张治国
,
许友生
工程热物理学报
为研究黏性应力与脉动流强化传热的相关性,编写了基于D2Q9格式的格子玻尔兹曼数值模拟程序,获得了雷诺数Re=120时脉动流中等温圆柱体当地努塞尔数和无量纲黏性应力的分布特性.格子玻尔兹曼数值模拟程序采用双概率密度函数模型,圆柱体曲边界采用二阶精度的外推方法处理.数值模拟结果显示,无量纲的黏性应力与脉动流强化传热效果具有正相关特性.脉动流通过增加圆柱体迎风面的黏性应力,从而实现强化传热.
关键词:
脉动流
,
圆柱体
,
强化传热
,
格子玻尔兹曼方法
郑友取
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李国能
,
胡桂林
,
泮国荣
工程热物理学报
为研究次声频脉动流中圆柱体对流换热的特性,搭建了脉动流强化传热实验台架,研究了不同脉动频率(f=6～20 Hz)的脉动流横掠圆柱体的对流换热问题,脉动波的有效压力振幅prms固定为22 Pa.结果表明;低频小振幅的脉动流横掠热圆柱体时,对流换热相对努塞尔数随着频率的降低线性增大,最大值可达4.0以上;辐射热流率占总热流率的比例随着频率的降低而呈指数下降.
关键词:
对流传热
,
脉动流
,
次声频
,
圆柱体
李国能
,
周昊
,
李时宇
,
岑可法
工程热物理学报
为研究热声不稳定的自激机理,搭建了Rijke型预混燃烧器热声不稳定试验台架,研究了其热声不稳定起振过程的频率特性.Rijke型燃烧器为两个不同尺寸的方管,下端封闭,上端开口,多孔介质稳燃体位于燃烧器下端四分之一管长处,甲烷与空气的预混气体在稳燃体上方燃烧,形成平面火焰.试验发现了Rijke型预混燃烧器内热声不稳定的起振过程中存在着频率跳跃:燃烧热释放脉动与燃烧器声场的耦合首先激发低阶的热声振荡,然后此低阶热声振荡逐步消退,再度激发起更高阶的热声不稳定,依次类推,直至激发起适合当前燃烧器结构的稳定持续的压力振荡.
关键词:
Rijke型燃烧器
,
热声不稳定
,
频率跳跃
林江
,
李国能
,
胡桂林
工程热物理学报
为研究环境对人类呼吸系统的影响,特别是微颗粒对人呼吸系统的影响,本文研究了成年男性在打喷嚏状态下环境颗粒和气流在呼吸道内的运动特性,采用计算流体力学方法对基于数值化重建的全真人体模型进行了气固两相流动的研究.结果表明,真实人体上呼吸道结构复杂,流场复杂,气管与鼻腔衔接部位的非对称性导致了气流和颗粒分布不均,左右鼻腔出口的气流速度相差达48.9%,颗粒浓度相差137.7%.结果揭示了在非正常呼吸条件下,当左右鼻腔出口气流分布不均匀时,其污染区域将大于假设左右鼻腔出口气流分布均匀的情况.
关键词:
上呼吸道
,
颗粒扩散
,
数值模拟
林江
,
李国能
,
胡桂林
工程热物理学报
为研究横流中气固两相射流的穿透性和扩展宽度,采用数值模拟方法研究了射流速度比率为2.68,颗粒与气流质量流率比为5～15的横流中圆管气固两相射流.基于射流直径的雷诺数为14047,基于颗粒直径的最大雷诺数为45.6.模拟结果获得的射流中心轨迹以及射流扩展宽度与试验结果基本一致.另外,数值模拟结果揭示了射流近场的颗粒弥散规律,同时发现越大的颗粒与空气质量流率之比能获得越深的射流穿透度和更大的射流扩展宽度.
关键词:
横流
,
携带颗粒射流
,
中心轨迹
,
扩展宽度
,
数值模拟
