强磁场对突扩管中液态金属剪切层的影响

来源 :工程热物理学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lianjinshi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在聚变堆中,由于强磁场的影响,液态金属流动呈现准二维流动的特征.本文基于SM82模型,对不同磁场强度下突扩管内的流动进行数值研究.计算结果表明,随着磁场强度增大,流动从不稳定状态向稳定状态转变,剪切涡脱落逐渐消失,并伴随着剪切涡纵向尺寸变窄,横向关联尺度变长,剪切层脉动特征频率趋于一致.同时,脱落后的剪切涡与壁面相互作用是影响管道换热的主要因素,随着磁场强度增加,壁面平均努塞尔数逐渐减小,换热效率降低.
其他文献
本文利用简化的水平集-流体体积耦合算法(S-CLSVOF)及自适应网格加密技术,对非牛顿流体液滴袋状破碎过程进行三维数值模拟.基于Herschel-Bulkley型非牛顿流体模型,计算分析了在不同韦伯数下液滴袋状破碎的形变程度、气液界面发展过程及曳力系数变化趋势.结果 表明:在低奥内佐格数下的液滴袋状破碎过程中,非牛顿流体相较于牛顿流体在破碎后出现了较为明显的液丝.而随着韦伯数增大,非牛顿流体液滴在流向与径向上的形变程度加剧,曳力系数增大,气液界面变化显著.
可逆多翼离心风机可直接通过叶轮正反双向旋转实现不同风口的送风.本文以具有快速机动游动特性的鲹科鱼类为仿生原型,设计完成了一种S型仿生叶片,并对带有该S型仿生叶片的可逆多翼离心风机的气动性能进行了数值和实验研究.其中,S型叶片中弧线为两段圆弧反向对接形式,并以叶片进出口角、弧线相切角和中间圆系数作为设计参数进行了正交设计试验.研究结果表明:S型仿生叶片的出口角对正反转的气动性能影响较为显著,且随着出口角大小的改变,正转风量和反转风量呈现此消彼长的趋势;与原型直叶片相比,S型仿生叶片能够有效改善非工作出口侧流
为了了解液滴表面热流型演变规律及其对蒸发速率的影响,采用稳态蒸发实验研究了加热基底上乙醇和水滴的蒸发过程.液滴半径固定在R=2.5 mm,高度变化范围为0.4至1.4 mm.结果 表明,随着液滴高度降低,乙醇液滴表面出现了中心不均匀的温度波动、热流体波及Bénard-Marangoni流胞,而水滴表面则没有明显温度波动.随着基底温度升高,液滴内部热对流增强;随着液滴高度降低,乙醇液滴蒸发速率先减小、后增大,而水滴蒸发速率则无明显变化.实验结果证实热对流对液滴蒸发速率具有明显促进作用.
测井仪用于勘探地底油气资源分布,面临着高温环境.为保证正常作业,常采用保温瓶将测井仪内部的电子器件与高温环境隔离.本文采用有限元方法对保温瓶的传热过程进行仿真并实验验证,结果表明模拟值与实验值平均误差在10%以内,说明仿真模型较为准确.同时仿真结果发现保温瓶在升温过程中轴向温度分布呈“抛物型”,端部漏热是最主要的漏热方式,占比92.76%.本文最后还探讨了反射屏辐射率、层数及保温瓶材料对其隔热性能的影响.
时频域混合方法包括时域谐波平衡(HB)方法和非线性频域(NLFD)方法.两种方法都是通过谱方法离散时间偏导数项,从而将非定常控制方程转化为准定常控制方程进行求解.不同的是,前者求解不同时刻的时域控制方程,求解变量是不同时刻的流场变量;而后者通过同时对流场变量及方程残差做傅里叶变换求解不同频率组分的频域控制方程,求解的是流场变量的傅里叶系数.除了算法上的差距,目前关于这两种时频域混合方法的优缺点知之甚少,国内外对比研究这两种方法的文献也未发现,这增加了研究人员选择合适时频域降阶方法进行非定常流场分析时的困难
微通道相变冷却技术在高热流密度散热领域具有广泛的应用前景,本文通过FLUENT内的流体体积VOF模型来建立过冷流动沸腾下微通道内单汽泡生长模型,通过用户自定义函数UDF在汽液界面上添加质量源项和能量源项实现相变.研究结果表明,汽泡的上游接触角恒大于下游接触角,汽泡的大小随时间先呈幂函数增长,开始受限后则随时间线性增长.随着入口速度的降低、壁面过热度的提高与入口过冷度的降低,汽泡的生长速度均能加快,受限时间均可提前.
采用柱状旋流分离器进行高含水采出液预分水操作,具有高效、紧凑、经济等优点.本文着眼于旋流分离器的分水效果,通过室内实验研究了入口混合流速、分水比和入口含油浓度对柱状旋流分离器预分水性能的影响规律并绘制操作参数边界示意图.采用数值模拟方法,基于PBM模型模拟分析分离器内部的油滴粒径分布规律,揭示了造成柱状旋流分离器性能恶化的原因.结果 表明:入口混合流速与分水比具有协同作用,高入口混合流速与高分水比条件不利于分离器分水操作的进行,且这种协同作用在入口含油浓度增加时更加显著;在分水比Fbi≥0.5时,随着入口
为克服传统level set方法体积守恒性差的缺陷,提出了一种能够模拟三维问题的单层粒子level set方法.该方法采用level set方法在拉格朗日粒子的协助下捕捉界面,首先,利用level set方法捕捉界面,然后,直接根据粒子的位置信息修正界面,最终得到平滑、精确的运动界面.得益于精确的粒子校正机制,该方法极大地提高了界面精度,展现出良好的质量守恒性.另外,提出了更加有效的粒子重分配策略,能够合理地添加或删除粒子,使得该方法能够准确处理界面复杂的拓扑变化,如界面的合并和分离.最后,通过若干算例说
泄漏流干扰主流运动,也与旋转失速现象存在密切关系.本文基于SST κ-ω湍流模型研究了近失速工况下轮缘泄漏流的结构形态,探究了泄漏流诱发能量损失机理以及对下游流场的影响规律.研究结果表明,失速工况下,混流泵轮缘泄漏涡轨迹出现突变,部分泄漏流到达下一级叶片的前缘并溢出,泄漏流形态轨迹可以作为失速是否发生的判断依据.高速射流产生的黏性剪切应力是泄漏涡形成中高损失区域产生的主要原因,而失速工况下的回流和失速涡进一步加剧了损失.失速工况下泄漏流导致了下级叶片进口产生了高损失区,表观上也影响了端壁区流体进入导叶的入
电极材料表面结构改性对锂电池电化学性能、热质传递性能和热安全性的提高具有重要意义.本文通过对锂电池正极材料进行表面改性,实现电池内部热质传递性能及热稳定性的提高,并对电池电化学性能及热安全性进行改进.本文采用氟化物、氧化物和含锂复合物对富镍三元正极材料(NMC811)进行表面改性,并对其微观形貌及结构、电化学性能、导热系数、离子扩散系数和热稳定性进行分析.结果 表明表面改性能够有效提高电池内部热质传递及热安全性能.