边界温度周期波动下块石的温度变化规律

将块径为 6～ 8cm、4～ 6cm和 2～ 4cm的块石分别装入直径为 15cm、高度为 5 9cm的有机玻璃筒内 ,进行了边界温度周期波动条件下块石体中一维温度场的测试 ,以考察多孔块石体中温度变化规律。试验表明 ,开放系统条件下 ,块石体温度随时间变化具有不对称性 ;温度随深度变化不符合基于热传导理论的傅立叶第一定律 ,具有迟缓性 ;块石体中的平均温度经过几个周期会低于其表面平均温度 ,说明其中存在对流换热机制。封闭系统条件下 ,三种块径的块石体的温度变化均无上述规律 ,表明其中对流换热机制尚不存在或十分微弱。

青藏工程走廊楚玛尔河高平原区路基边界温度特征

基于青藏高原楚玛尔河地区青藏公路里程K2968+200断面浅层地温监测数据(地表下5 cm),拟合了边界温度的回归方程,分析了公路路基及铁路路基两侧表层温度的特征.同时对路基坡面温度和理论辐射值的相关性进行了分析.结果表明:边界温度回归方程拟合程度较高,可作为冻土路基数值模拟温度边界选取的参考依据;监测断面公路和铁路路基都表现出显著的阴阳坡差异,公路左右坡面冬季温度差异达11.49℃,年均值差4.77℃,冬季铁路路基左右坡脚温度差异达到5.34℃,年均值差3.33℃,天然地表与气温的差值为5.2℃;根据融化与冻结n系数,位于阳坡一侧的冻结n系数较低且融化n系数大,表现为吸热;阴坡一侧冻结n系数较大,整体呈现出放热效应;路基边坡太阳理论辐射与温度变化趋势基本一致.

多年冻土区青藏公路路基边界温度及计算模型研究

温度边界是冻土工程模拟中重要的边界条件之一。依据青藏公路多年冻土段不同走向路基断面表层温度的连续观测数据,分析了青藏工程走廊内路基实测的边界温度特征。结果表明:走向为W8°S的断面阴阳坡温差最大为5.81℃,走向为W34°S的断面坡面温差为5.68℃,走向为W86°S度的断面坡面温差为1.38℃,说明高原上无论路基走向如何,路基两侧坡面都存在温度差异,因此,两侧必须采取差异设计,以减少路基温度的不对称。同时,根据路基接收太阳能辐射反演路面及边坡表面温度,提出了工程热边界的简化计算模型,并将模型计算结果与实测数据进行对比,两者吻合较好。

一种混合边界温度的确定方法

根据流量连续和能量守恒的原理,提出了在轴承热动力润滑计算时,确定混合边界温度的一种简单方法。与通常采用的固定边界温度方法相比,采用混合温度边界条件使得油膜温度提高,对轴承静特性系数、动特性系数,以及系统稳定性均构成不同程度的影响。最后的实验验证了该方法的可行性。

输送带硫化机蒸气加热热板边界温度场模拟

应用热分析有限元软件模拟输送带蒸气加热热板边界的温度场,进行有限元分析,得出蒸气热板边界温度场分布图,利用MATLAB软件对数据进行拟合处理,得到数据拟合图和相应的拟合公式,为蒸气加热热板边界的温度场研究提供了参考。

壁面边界温度对指数管内声场的影响

采用计算流体力学软件Fluent对10组不同壁面边界温度情况的谐振管的形状参数m=2.2型指数管内二维非线性声场进行了模拟研究,探索了壁面边界温度对指数管内声场的影响。研究分析了不同壁面边界温度下管内声压和压比的变化规律,发现管内声压最大和压比最大的情况分别出现在不同的壁面边界温度条件下,但当上、下壁面边界温度均为328K时,指数管封闭端能同时获得较大声压幅值和压比。

一类热传导反问题中边界温度场的重建算法

给出了一类二维热传导方程反问题中边界温度场的重建算法。首先将反问题归结为一泛函极小化问题;然后通过对未知边界的有限维逼近,将反问题分解成一系适定的热传导方程正问题;最后根据偏微分方程线性问题的叠加原理,将泛函极小化问题离散为线性代数方程组,再应用Tikhonov正则化方法求解线性代数方程组,从而获得边界温度场的数值解。数值算例表明了本文的算法是有效的,且具有较强的稳定性。

边界温度函数作用下功能梯度材料板的研究

应用ANSYS软件,研究ZrO2和Ti-6Al-4V功能梯度材料板在不同边界温度函数作用下的稳态热传导问题,得到不同边界温度函数作用下的稳态温度场分布。考虑了材料组分分布形状系数M对温度场的影响。

内外边界施加温度荷载的中空圆柱试样热固结试验

研制了一个轴对称的适用于中空圆柱试样的热固结试验装置。该装置可独立施加和控制试样内、外的温度荷载,并保持试样径向温度梯度的存在,且可施加径向固结压力,适用于特定的温度和应力耦合作用路径的试验。进行了一种饱和黏性土的热固结试验,即在试样内边界和外边界交替逐级施加范围为25℃~75℃的温度荷载,包括径向压力为50,100,150,200 k Pa的4种情形,分析了孔隙水压力及热固结体应变随时间的演化过程。研究表明,加热等级和加热次序不同,在同样的最终温度荷载下孔隙水压力稳定后的最大值有较大差异而体应变也不同,实际上反映了温度荷载作用路径对试样热固结效应的显著影响。

周期温度边界条件下一维融化固结特性研究

在周期温度边界条件下,冻土呈现出与常温边界不同的融化固结特性.基于融化固结理论提出了一种适用于周期温度边界条件下融化固结计算的数值模拟方法,并通过试验验证了该方法的有效性.通过对比分析试验及数值结果表明,提出的数值方法能够很好地描述周期温度边界条件下冻土的融化固结特性.同时,融化深度和变形均随时间呈现出阶梯型的变化趋势.这是周期温度边界下土体融化固结行为最显著的特点.随着冻融次数的增加,融化深度和变形均趋近于常温边界条件下的结果,这表明若干个冻融循环后周期温度边界对融化固结行为的影响将逐渐消失.

简谐温度边界条件下金属薄膜中的热响应

从金属中电子 声子相互作用的抛物两步热传导模型出发 ,利用非经典的双相迟滞热传导方程 ,推导出了金属薄膜温度响应的拉普拉斯变换解 ,并利用黎曼和近似的方法得到了其拉普拉斯逆变换解 .通过对几种有代表性的温度响应算例进行分析 ,讨论了在微时间和微空间尺度条件下金属薄膜的热响应特征 .计算表明 ,不同的特征参数B预示着不同的热响应温度和热传播速度 ,热传播速度随B的增大而加快 .当B大于等于 0、小于等于 0 .2 5时 ,热响应温度随B的增大而减小 ;当B大于 0 2 5时 ,热响应温度随B的增大而增加 .

隧道内偏置火源顶棚近壁面温度边界层效应研究

基于隧道火灾不同横向火源位置的非对称卷吸影响,通过模拟计算分析了中心火源和偏置火源产生的烟气沿纵向最大温升变化规律,研究了顶棚下方近壁面区域内的不同温度分布,提出偏置火源纵向空间最大顶棚温升公式。结果表明:在壁面黏性作用下,沿纵向蔓延的烟气最高温度在顶棚下方呈现“温度边界层”分布;随着火源位置的偏移,下游出现偏置距离起主导作用影响温度衰减的区域,衰减速度相较于中心火源逐渐降低;火源下游近壁面最高温度位置逐渐远离顶棚后趋于稳定。研究结果对于排烟方式的设计以及空间通风效果的提升有着重要意义。

双周期温度边界下多孔介质方腔内自然对流传热数值模拟

采用局部非热平衡模型及方腔左右两侧壁面温度正弦波变化边界条件,数值分析了具有内热源多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流传热。探讨了不同温度波动参数N及波动相位差τ对方腔内自然对流传热的影响。结果表明:方腔两侧壁面出现了周期性分布的温度场,随着N值的增加,方腔内流场及温度场分布逐渐趋向于壁面均一温度边界情况。壁面局部Nu沿着高度方向呈现周期性分布。相对于均一温度的边界条件而言,正弦波温度边界条件在一定程度上强化了多孔介质方腔内的整体传热过程,随着N值的增加,方腔处于温度波动边界时的散热值Q逐渐趋向于均一温度边界时的情况。

正弦波温度边界下多孔介质方腔内非热平衡对流传热数值模拟

采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面温度正弦波变化、右侧壁面温度均一的边界条件下,通过SIM-PLER算法数值研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,主要探讨了不同正弦波波动参数N及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流与传热的影响规律。计算结果表明:正弦波温度边界使得方腔内的流场出现了复杂的变化,流体及固体区域左侧壁面附近出现了周期性的正负变化的温度场分布,左侧壁面局部Nusselt数出现了周期性的震荡现象;存在一个最佳温度波动参数N=1,此时多孔介质方腔内的整体散热量达到最大值;增加方腔高宽比会显著地削弱方腔内的自然对流传热过程,小高宽比也会在一定的程度上削弱多孔介质方腔内的对流传热。

空气隙膜蒸馏热腔温度边界层研究

通过圆柱形喷嘴膜组件和鸭嘴形喷嘴膜组件热腔实验，发现旋转切向入流膜组件的膜通量是单一进口管膜组件2～3倍，而后用数值模拟的方法研究了旋转切向入流膜组件强化传质的原因．数值模拟结果表明，膜组件结构参数改变后，近膜面处的温度边界层以及膜面上的温度分布会发生变化．鸭嘴形喷嘴膜组件热腔内的温度边界层厚度为1mm，圆柱形喷嘴膜组件的温度边界层厚度为2．8mm，并且对于鸭嘴形喷嘴膜组件在小流量下也可获得较高的膜面温度．

边界温度对封闭区域内水合物合成过程的影响研究

天然气水合物作为一种具有潜力的清洁能源已经引起了学者们的广泛关注,其合成技术在水合物实际开采、勘探和天然气储运等工程领域有着重要的应用.本文采用Tough+Hydrate软件针对实验室尺度下封闭圆柱体内天然气水合物的合成过程进行了数值模拟研究,考察了5种边界温度对其合成过程的影响.计算结果表明,封闭区域内的水合物合成反应速率在前期较快,而随着时间推移逐渐减缓,最后趋于平稳。另外,储层内压力降低速率明显高于温度降低的速率.水合物的合成速率在同一时刻随着边界温度的降低而明显增加,并且水合物的合成量也逐渐增大。

温度边界层对壁湍流多尺度相干结构的影响

用热线风速仪以高于对应最小湍流时间尺度的分辨率精细测量了风洞中壁面加热平板湍流边界层不同法向位置流向速度分量的时间序列信号,与常温情况相比,热对流加速了壁湍流中流体的动量、质量和能量的交换,加快了湍流边界层的发展;用子波分析方法研究了壁面加热对壁湍流多尺度相干结构喷射和扫掠条件相位平均波形的影响,显示热对流明显增大了缓冲层相干结构扫掠过程和喷射过程的强度,是增强壁湍流中流体的动量、质量和能量交换的根本原因.

塑性成形数值模拟中温度边界条件的处理

本文利用节点的速度约束代码来生成节点位置代码 ,再由边界边两个端点的位置代码来确定该边界边所处的位置 ,以及该边界边上可能发生的传热方式 ,简单可靠地实现了热力耦合分析中对温度边界条件的动态处理。

自然对流温度边界层的数值解

1 基本方程及解法运动方程和能量方程为式中,β为体膨胀系数;K为导热系数;T_e是边界层外的温度.边界条件为y=0,u=v=0,T=T_w;y=∞,u=0,T=T_e.

单侧周期性温度边界下多孔介质方腔内自然对流传热数值模拟

采用局部非热平衡模型,在方腔左侧壁面温度正弦波变化的边界条件下,应用SIMPLER算法数值模拟研究了固体骨架发热多孔介质方腔内的稳态非达西自然对流,主要探讨了不同正弦波波动参数N、振幅A及方腔的高宽比M/L对方腔内自然对流与传热的影响规律。计算结果表明:方腔左侧壁面附近出现了周期性的正负变化的温度场分布,壁面局部传热系数出现了周期性的震荡现象;存在一个最佳温度波动参数N=3,此时流体相壁面的平均Nu达到最大值;存在一个最佳的方腔高宽比M/L=0!1,使得多孔介质方腔内自然对流传热效果最好,增加或减小高宽比都会在一定程度上削弱多孔介质方腔内的传热效果;相对于温度均一的边界条件,正弦波温度边界条件能够增大壁面的平均Nu数,起到强化传热的作用。