流体黏性对盐指型双扩散对流扩散通量影响的试验研究

为研究盐指型双扩散对流过程中流体黏性对通量的影响,使用中间有移动挡板的试验水箱形成初始为静止状态的糖-盐双层系统,并通过调整糖、盐组分质量分数设计了一系列密度稳定比相同而流体黏性不同的试验工况,进行了双扩散对流扩散通量变化规律的试验研究。试验结果表明:流体黏性对盐指型双扩散对流扩散通量的影响不可忽略,在双扩散对流强度相同的条件下,试验流体黏性越大,盐指型双扩散对流扩散通量越小;当试验流体的运动黏滞系数均小于1.15 mm2/s时,糖和盐这两种组分跨界面的双扩散对流扩散通量随流体黏性增大而减小的趋势相近,当两种组分的质量分数持续增大时,盐溶液的黏性仍缓慢增大,而糖溶液的黏性迅速变大,此时糖组分的跨界面双扩散对流扩散通量仍会随糖溶液黏性的增大而减小,但盐组分的跨界面双扩散对流扩散通量不再变化;Stern数与流体黏性呈负相关关系。

磁场、流体特性及几何参数对液态金属双扩散对流的影响

磁场作用下导电流体热对流是当前研究的热点问题,本文采用高精度高分辨率的数值方法对二维腔体内液态金属双扩散对流进行直接数值模拟,研究了在水平或垂直磁场作用下,磁场强度、Prandtl数、Lewis数以及高宽比对流动和传热传质的影响.研究结果表明:磁场主要表现为对流动和传热传质的抑制作用.在相同强度下,水平磁场比垂直磁场的抑制作用更大,但在较弱磁场和较强磁场时,二者对传热传质的影响效果相近.对于不同方向和强度的磁场,传热传质效率总是随着Prandtl数的增大而增大,并且在Pr=0.9附近存在解的分岔现象.随着Lewis数的增大,流动从定常流动过渡到周期流动,且传质效率受到的影响更大.在所考虑的高宽比范围内,随着高宽比的增大,无磁场及弱磁场时传热传质效率振荡变化,而强磁场下传热传质效率受高宽比的影响较小.对相同涡卷数量的流动,高宽比越小,传热传质越强.

温度相关双扩散模型在半无穷柱体上的结构稳定性

该文研究了定义在一个半无穷柱体上的温度相关双扩散模型的简化形式.利用先验估计和加权能量分析法,证明了当边界条件满足一定的约束条件时模型的解随空间变量指数式衰减.利用解的先验界和衰减性结果,得到了解对相互作用系数的结构稳定性.

耦合多孔介质层的内产热腔体双扩散自然对流

为提升太阳池的蓄热能力和运行稳定性,需要充分了解盐梯度太阳池的热盐对流特性。采用格子Boltzmann方法模拟研究具有多孔介质层内产热腔体内的双扩散自然对流与熵产。探讨内产热系数、达西数、Soret与Dufour效应等影响因素作用下,腔体内热质传递过程与熵产的变化规律。结果表明:低达西数的多孔介质层有助于抑制腔体底面的传热传质效率,且盲目减小达西数的影响并不大,而内产热的增加会抑制腔体底面的传热传质效率。Soret效应有助于促进腔体内部的传质过程,而Dufour效应对传热过程有积极影响。低达西数的多孔介质层有助于抑制熵产的产生,而内产热强度对熵产有促进作用,且在高内产热强度的工况下,热不可逆性处于主导地位。Soret效应对熵产的作用不明显,而Dufour效应对熵产有促进作用,且在高Dufour效应作用下,热不可逆性在总熵产中占主导地位。

方腔内双扩散混合对流非线性格子Boltzmann研究

采用格子Boltzmann方法对方腔内双扩散混合对流的非线性特性进行数值模拟.发热圆位于方腔中心,流体从方腔左侧底部流进,流出位置分别为顶部右侧、中间和左侧三种情况.结果表明,不同参数下的双扩散混合对流存在稳态定常解、周期性振荡解和非周期性振荡解,监测点速度相图分别表现为最终到达一个点、一个封闭环和没有规律的曲线.

双扩散自然对流的格子Boltzmann模拟

建立了一个模拟双扩散自然对流系统的格子Boltzmann模型 ,用此模型对受温度和浓度梯度驱动的方腔流动进行了模拟 ,研究了浓度Rayleigh数对传热传质的影响 ,并与其它文献的结果进行了比较 .

充满多孔介质的方腔内双扩散自然对流格子Boltzmann模拟

采用格子Boltzmann方法,对4个壁面均为低温、低浓度,内置高浓度发热圆的充满均匀多孔介质的方腔内双扩散自然对流现象进行了数值模拟研究.分析了Darcy(达西)数Da(10-4≤D_a≤10^(-2))和浮升力比B(-5.0≤B≤5.0)对内部发热圆表面平均Nusselt(努赛尔)数Nuav和平均Sherwood(舍伍德)数Shav的影响.模拟结果表明:除B=-1.0时,Nu_(av)和Sh_(av)随D_a的增加而增大;当-5.0<B<5.0,在D_a=10^(-4)时,Nu_(av)和Sh_(av)几乎不受B变化的影响;在Da=10^(-3)和Da=10^(-2)时,Nu_(av)和Sh_(av)随B的增加先减小后增大,在B=-1.0时取得最小值.

双扩散传热传质模型及在横向谷冷通风中应用

首先建立了单颗粒小麦内部水分迁移模型,基于有限元的方法数值模拟了颗粒内部水分变化规律,通过回归数值模拟数据,得到了颗粒平均水分模型和平均水分变化的干燥(或吸湿)速率模型。在此基础上推导出了谷物颗粒堆积床双扩散传热传质模型,并采用有限元的方法数值模拟分析了就仓横向(水平)谷冷通风时仓储粮堆内部热湿耦合传递规律。通过比较数值模拟和试验测定数据,验证了所建立的模型的合理性。分析了横向谷冷通风时粮粒温度和水分以及粮粒周围空气温度的变化规律,探讨了横向谷冷通风时粮堆内部降温效果。

方腔内双扩散混合对流数值模拟

对内置发热圆的方腔内双扩散混合对流现象进行了数值模拟研究。发热圆位于方腔中心,流体从方腔左侧底部流进,右侧顶部流出。首先,分析了在不同Richardson数Ri下方腔内的流动特性,发现Ri=0.001时方腔内部流动出现了振荡现象,而Ri=1.0时流动处于稳定状态。其次,研究了流动处于稳定状态时,Lewis数Le及浮升力比Br对方腔内双扩散混合对流的影响,得出平均Nusselt数Nuav和平均Sherwood数Shav随着Le及Br的变化规律,可为空间内部污染物处理、热舒适性研究以及烟气控制等提供理论参考。

基于Soret和Dufour效应的方腔内双扩散自然对流振荡特性研究

采用格子Boltzmann方法模拟研究了方腔内带Soret效应和Dufour效应的双扩散自然对流振荡特性.方腔内置高浓度发热圆且位于方腔中心,四周壁面均为低温低浓度.采用时间历程分析法和功率谱法分析了不同的浮升力比Br(2.0≤B_r≤10.0)、Soret数Sr(-0.6≤S_r≤0.0)和Dufour数Df(-0.6≤D_f≤0.0)下的方腔内部流动的振荡特性.研究结果表明:不考虑Soret和Dufour效应时,方腔内部流动呈现稳定状态,随着Df和Sr从0.0变化到-0.6,双扩散自然对流状态开始逐渐转变为周期性振荡和非周期性振荡,且振荡性随着浮升力比Br的增大而增强.

多孔介质复合方腔双扩散混合对流LBM模拟

基于CLBGK模型,通过引入浓度分布函数,利用格子Boltzmann方法对顶盖驱动的复合方腔内的双扩散混合对流现象进行了研究,复合方腔由多孔介质区域和纯流体空间组成.在Richardson(理查德森)数Ri=1.0,Lewis(路易斯)数Le=2.0,Grashof(格拉晓夫)数Gr=10~4和Prandtl(普朗特)数Pr=0.7时,分析了孔隙尺度下多孔介质层不同位置及浮升力比(-5.0≤N≤5.0)对复合方腔双扩散混合对流的影响.给出了浮升力比N及多孔介质层位置影响下的高温高浓度壁面上的平均Nusselt(努赛尔)数Nu_(av)、平均Sherwood(舍伍德)数Sh_(av)及当地Nusselt数Nu_(local)和Sherwood数Sh_(local)的分布规律.

定向凝固宏微观热质传递及双扩散流作用

针对氯化铵水溶液定向凝固实验,从枝晶微尺度到宏观尺度耦合模拟了相变热质传递过程,并考察了双扩散流的影响。研究结果表明,NH_4Cl-H_2O溶液的枝晶微界面浓度变化与非平衡态的谢尔方程趋于一致。两相区内液相率较高,易于流动的产生;热浮升力形成逆时针回流,溶质浮升力形成顺时针回流;热浮升力作用大于溶质浮升力。但双扩散流几乎不影响凝固沿着结晶室高度方向进行的一维定向特性。数值模拟中低估了两相区的渗透率,是造成两相区厚度模拟结果小于实验值的原因.

内置发热圆的方腔内双扩散混合对流数值模拟研究

利用计算流体动力学CFD技术,对内置发热圆的方腔内双扩散混合对流情况进行了数值模拟.发热圆位于方腔中心,其表面高温高浓度,方腔各壁面绝热,低温低浓度流体从方腔左侧底部流进,从右侧顶部流出.分析了理查德数Ri,路易斯数Le及浮升力比Br对方腔内双扩散混合对流的影响,给出了流线、等浓度线以及等温线的分布情况,得出平均努赛尔数Nuav和平均舍伍德数Shav随着Ri,Le及Br的变化规律.

双扩散对流与成矿元素富集的机制

分析了沉积盆地热液改造矿床的成矿特点 ,认为呈分散状态存在的成矿元素从矿源层到赋矿层的漫长时期内 ,至少发生过一次富集过程 .驱动成矿流体运移的驱动力 ,除了重力驱动、压力驱动外 ,还可能存在双扩散对流驱动模式 .其次利用双扩散对流方程建立了在双扩散对流驱动下成矿流体富集机制的数学模型 ,并在此模型的基础上 ,取不同Rayleigh Darcy数Ra对成矿元素的富集范围进行了数值模拟 .数值模拟显示对不同的Ra取值 ,在沉积盆地基底隆起的上方或隆起的斜坡部位 ,均发生了富集作用 .模拟证实若隆起部位存在断裂 ,同时有盆地流体流向此隆起和断裂区域 ,那么双扩散对流系统更有利于成矿元素的富集 .

自对准双扩散MOS器件的阈值电压分析

文章提出了精确描述自对准双扩散MOS器件阈值电压的解析模型,给出了其沟道中杂质的二维分布和源结耗尽层宽度的计算方法;分析了边缘效应对氧化层电容的影响,借助电荷共享模型,建立了反映非均匀沟道中耗尽层电荷变化及其对开启电压影响的阈值电压模型;同时,借助二维仿真器,计算出自对准双扩散MOS器件的阈值电压,其值与解析值相吻合。

分层空调下高大焊接厂房双扩散对流

利用计算流体力学技术并结合现场实测分析分层空调系统设计关键参数如送风量、送风速度及分层高度等对某高大焊接厂房室内双扩散对流及通风空调效果和效率的影响。同时,还分析高大焊接厂房分层通风空调系统的适用性。研究结果表明：厂房下部风口排风比宜取为75%;送风量安全系数Ks可取为2.5~4.0;提高送风速度、下部排风口底部安装高度及降低分层高度均无法有效提升厂房通风空调效果和效率;各工况下厂房室内流体运动、热、质输运为双扩散混合或自然对流,焊接表面Nusselt数及Sherwood数基本不变;当厂房焊接烟尘散发量大时,分层空调节能性是一大挑战。将焊接热和污染源简化为稳态散发的条缝形热和污染面源,室内焊接烟尘质量浓度模拟值与实测值较好地吻合,相对误差为11.2%。

双极晶体管导通状态对功率纵向双扩散MOSFET静态电流-电压特性的影响

通过对VDMOS结构器件测量的I—V特性和模拟结果的分析 ,发现在此结构中 ,寄生的双极管对器件性能具有不良影响 .可以来用一种新型的具有浅扩散p+区的自对准VDMOS结构 ,以完全消除寄生的BJT导通机制 。

温盐双扩散系统中均势场的二维模拟

本文主要对二维情况下温盐浮力比λ为1的温盐均势场的流动情况进行了探讨,对在温盐均势场中不同的流动参数对流场流动的结构所产生的影响作了大量的数值模拟工作。发现在温盐均势场中,即使是给出第一类边界条件,流动仍然存在多种不同的平衡态:出现多胞流的稳定平衡和周期震荡;而且在不同参数下稳定流动的状态和周期震荡的运动周期有较大的差别。

双扩散AAO模板法制备AgCl纳米线及其光催化性能

采用二次阳极氧化法,制得具有一定厚度有序性较高的阳极氧化铝(AAO)模板,并结合溶液的双扩散法制备AgCl纳米线,利用XRD、SEM和TEM等分析手段对模板和纳米线进行了表征,结果表明,用该方法制备的AgCl纳米线阵列分布均匀,取向性好,直径与AAO模板的孔径一致。通过纳米线阵列膜对罗丹明B的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明,AgCl纳米线具有良好的光催化性能。

盐梯度太阳池双扩散模型及热盐变化规律数值模拟

建立盐梯度太阳池热盐扩散二维简化数学模型,对1.0 m×1.5 m的太阳池进行数值分析,得出太阳池蓄热过程中的热盐瞬时扩散规律,并与实验值相比较,两者吻合较好。研究结果表明:随着太阳辐射时间的增加,上对流层和下对流层的对流微团数逐渐增多,使得非对流层厚度减小而上下对流层厚度均增加,但在一定时间内盐度梯度造成的密度梯度始终大于温度梯度引起的密度梯度,从而抑制非对流层的对流产生,为实际盐梯度太阳池的运行与维护提供参考依据。