热力学教学中热力学系统特征关系式的导出

针对目前教科书中导出热力学系统特征关系式所用方法单一，提出了可以运用的三种方法。

一种基于特征关系式的预处理远场边界条件

高速可压缩流动的计算方法应用于不可压低速问题会因为当地速度和当地声速量级相差较大产生刚性问题并导致数值收敛困难。预处理方法引入预处理矩阵使传统的可压缩方法具备了求解不可压或低速问题的能力。由于预处理方程改变了Navier-Stokes方程的特征值,原Navier-Stokes方程的远场边界条件不再适用。目前被广泛使用的预处理方程的远场边界条件为简化边界条件。本文以预处理方程为基础进行分析,推导了一种基于特征关系式的远场边界条件。通过典型状态算例数值实验,验证了该边界条件及预处理方法的有效性。结果显示,对于定常/非定常低速不可压流动,合理地设置远场边界条件,预处理方法都能够提高计算的收敛性和精度;对于跨声速流动,预处理方法和未加预处理方法两者的计算效率和计算精度相当。本文的预处理远场边界条件与简化预处理远场边界条件相比一是能够进一步提高计算的收敛速度;二是能够有效降低远场边界位置对预处理方法数值计算结果的负面影响。

Hansen Patrick迭代的局部收敛性

讨论了Hansen -Patrick迭代的局部特征关系式 ,引入函数T(t) ,利用逐步归纳技巧 ,证明了在α为一定条件下Hansen -Patrick迭代过程对方程f(z)

套管换热器的强化效果试验研究

试验对比了普通管和管内插入螺旋形麻花铁的空气-水蒸汽套管换热器的传热效果。通过对传热过程中雷诺数准数Re与努赛尔准数Nu的关系、雷诺数准数Re与传热过程阻力损失的比较,得出了管内插入螺旋形麻花铁的套管式换热器对流传热系数α比普通套管式换热器的对流传热系数平均提高了53.62%,而强化后换热管的流动阻力比普通管增加了442.83%～536.53%。