基于嵌入式多项式混沌展开法的随机边界下流动与传热问题不确定性量化

提出了一种嵌入式多项式混沌展开(polynomial chaos expansion,PCE)的随机边界条件下流动与传热问题不确定性量化方法及有限元程序框架.该方法利用Karhunen-Loeve展开表达随机输入边界条件,以及嵌入式多项式混沌展开法表达输出随机场;同时利用谱分解技术将控制方程转化为一组确定性控制方程,并对每个多项式混沌进行求解得到其统计特征.与Monte-Carlo法相比,该方法能够准确高效地预测随机边界条件下流动与传热问题的不确定性特征,同时可以节省大量计算资源.

微型多孔介质燃烧器内非预混合成气燃烧特性研究

微型燃烧器是微型热光电系统(micro-thermophotovoltaic,MTPV)的重要组成部分,其外壁温度的高低及均匀性对MTPV系统的能源转换效率有重要影响。本研究提出了一种新型微型多孔介质燃烧器,该燃烧器通过在微型燃烧器内设置多孔介质来增强热量的传递,使更多的热量实现了有效循环,从而提高了燃烧器的换热性能;应用数值模拟方法研究了微型多孔介质燃烧器内H 2-CO-CH 4非预混合成气的燃烧特性,分析了多孔介质、燃料质量流量、当量比及外部环境对燃烧器外壁温度、中心温度及火焰位置的影响。研究结果表明:与自由火焰微型燃烧器相比,微型多孔介质燃烧器具有更高的外壁温度和更低的火焰温度;在当量比为1时,微型多孔介质燃烧器具有最高的外壁温度;外壁温度与对流传热系数之间呈线性变化规律。