【摘 要】
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离心压气机因体积小、单机压比高等众多优点在航空航天、能源化工等领域受到了广泛的应用。通过数值模拟对其内部流场进行分析，对于提高其性能具有重要意义。本文基于SSTk?ω湍流模型和Spalart-Allmaras湍流模型，通过开发具有源代码的OpenFOAM软件，分别完成离心压气机全流道模拟的数值计算程序相关设置，对带无叶扩压器的离心压气机进行了全流道数值模拟，并对内部流场进行了分析。
本文对OpenFOAM边界条件、交界面处理方法和离散格式源代码进行了探究。根据高转速离心压气机特点，采用可压缩亚音
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离心压气机因体积小、单机压比高等众多优点在航空航天、能源化工等领域受到了广泛的应用。通过数值模拟对其内部流场进行分析，对于提高其性能具有重要意义。本文基于SSTk?ω湍流模型和Spalart-Allmaras湍流模型，通过开发具有源代码的OpenFOAM软件，分别完成离心压气机全流道模拟的数值计算程序相关设置，对带无叶扩压器的离心压气机进行了全流道数值模拟，并对内部流场进行了分析。
本文对OpenFOAM边界条件、交界面处理方法和离散格式源代码进行了探究。根据高转速离心压气机特点，采用可压缩亚音速rhoPimpleFoam求解器，基于SSTk?ω湍流模型，并通过C++语言，在OpenFOAM中完成了离心压气机网格的生成，物理参数的设定，初始边界条件的设定，求解控制设定，方程求解方法的选择，离散格式的设置等。
其次，根据Spalart-Allmaras湍流模型方程的特点，在OpenFOAM中完成了其在离心压气机领域的相关编程。应用所设计的计算模型，选取具有实测数据支持的成熟算例LSCC离心叶轮进行数值模拟，验证了所设计OpenFOAM计算模型的准确性。
基于开发的数值计算程序，以某型号离心压气机为研究对象，进行全流道三维数值模拟，从压力、速度、熵等多个角度分析了离心压气机内部流场特性，探究了不同湍流模型对数值模拟结果的影响。结果表明：SSTk?ω能更好的反映二次流、涡流、流动分离等现象，Spalart-Allmaras湍流模型中叶轮射流-尾流影响较大；由间隙泄漏流引起的低速区从叶顶前缘逐步发展到叶顶尾缘，最后进入无叶扩压器进行增压降速，形成了流动损失，降低了离心压气机效率；离心压气机内部高熵区主要集中在轮盖侧，轮盘侧相对于轮盖侧熵值较小，离心压气机流道内部熵值随叶高增加而增加。
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本文实验研究了降压环境下固着水滴和盐水液滴的蒸发过程。水滴在降压环境下的蒸发特性可广泛应用于食物冷冻、航空航天、医疗等领域；而盐水液滴在降压环境下的蒸发特性可应用于海水淡化、废水处理等领域。无论是水滴还是盐水液滴，在降压蒸发过程中都涉及到相变传热传质机理。同时，还涉及环境压力变化对液滴蒸发的影响。盐水液滴在蒸发过程中由于组分浓度不断变化，蒸发过程更为复杂。
在实验方面，分别采用去离子水液滴和盐水液滴为研究对象。对于去离子水液滴，实验研究了在最终环境压力0.99~6.5kPa范围内，水滴在铜片、载
高粘度流体换热器应用在化工、航天、机械、食品等多种领域。由于高粘度流体普遍存在导热系数小，传热阻力大的问题，使高粘度流体换热器也存在传热弱、阻力大的问题。为提高设备的可靠性，设计更紧凑高效的高粘度流体换热器，本文基于高尔夫球的凹坑减阻特性，提出换热管的麻面设计思想——新式麻面管，对以润滑油为代表的高粘度流体流域的流动与换热特性进行数值模拟研究，为高粘度流体换热器的设计提供一定的理论参考。主要工作内容及成果如下：
(1)采用三维数值模拟的方法，对润滑油横掠单管的流动与传热特性进行研究分析。结果表明
温室效应的日益严重加速了富氧燃烧技术的发展，O2/H2O新型富氧燃烧组织燃料在氧气和水蒸气中燃烧，通过将烟气中H2O冷凝去除，实现CO2捕集。O2/H2O燃烧模式具有系统结构紧凑、CO2纯化成本低等优点，受到了研究者们的广泛关注。本文采用自主设计的恒温热重和污染物在线监测实验系统，详细探究了组分浓度、温度、煤种等因素对O2/H2O气氛中煤燃烧及NO释放的作用规律，为认知该燃烧模式提供进一步的借鉴。主要研究内容及成果如下：
(1)探究了O2、H2O、O2和H2O协同作用(不同氧水比)等因素对O2/
我国能源结构特点为富煤、贫油、少气，煤炭占主导地位的状况已经持续了几十年。煤炭等化石燃料的燃烧会释放SO2等的污染物并造成大气污染。循环流化床锅炉具有燃烧效率高、煤质适应性广等特点，使用石灰石进行燃烧中干法脱硫，设备简单、成本低价，是一种先进洁净燃烧技术。H2O是燃煤烟气的主要成分之一，其对脱硫反应的进行有着促进作用。因此，对于H2O是如何影响SO2在CaO上吸附的研究，对更高效洁净地使用煤炭资源提供了一定的指导意义。
首先，本文首先计算了SO2在洁净CaO表面上的吸附，然后分析了H2O在洁净C
近年来，我国可再生能源发电技术发展迅速，可再生能源开始被规模性用于替代传统化石能源完成发电任务，一定程度上缓解了能源危机。但是，随着可再生能源渗透率的不断提升，其固有的间歇性、不确定性给电网的运行调度带来了重大挑战，因此，如何保障含可再生能源电网安全稳定运行是当前务须解决的关键技术问题。微电网系统作为实现可再生能源入网的有效技术方案，可以完成用户负荷的削峰填谷任务，同时可以抑制可再生能源的出力波动，对电网的安全、经济运行调度有很大的帮助作用。目前，对微电网系统领域的研究涵盖众多方向，微电网系统优化运行方法
吸附储氢作为一种新兴的储氢技术，以其储氢密度高、充放氢速度快且安全性好等特性被认为是最有前景的一种储氢方式。在吸附材料罐进行氢气充装时，吸附热和压缩功的产生使得罐体温度升高，吸附效果降低，氢气更多地以气态的形式存在而非吸附态，使得罐体压力升高。即充气过程中的热效应会使压力过高，增加压缩机耗功的同时也带来了安全性的问题；在放气过程中则相反，温度的降低会使氢气不易脱附，使罐内残余量增加。所以，有必要对吸附罐的充放气特性进行研究，本文利用COMSOLMultiphysics软件对小型吸附罐的充放氢过程进行模拟，
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