导热优化:热耗散与最优导热系数场 被引量：12

1

作者 程新广 夏再忠 +1 位作者 李志信 过增元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期715-717,共3页

本文讨论了通过重新布置场内的导热系数分布来强化热传导的导热优化问题。针对边界上传热量一定的任意几何区域的稳态导热,在全场的导热系数积分为定值的条件下,以最小热耗散作为目标,利用变分方法导出了导热优化的基本准则;导热系数与... 本文讨论了通过重新布置场内的导热系数分布来强化热传导的导热优化问题。针对边界上传热量一定的任意几何区域的稳态导热,在全场的导热系数积分为定值的条件下,以最小热耗散作为目标,利用变分方法导出了导热优化的基本准则;导热系数与局部热流密度成正比。该准则指导下的导热优化过程可获得热耗散最小的导热系数分布。实例证明了该方法是有效且合理的。 展开更多

关键词 导热优化 导热系数 热耗散 电子器件 散热

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纳米通道滑移流动的分子动力学研究 被引量：15

2

作者 曹炳阳 陈民 过增元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期670-672,共3页

本文采用非平衡分子动力学方法对纳米通道内的Couette流动进行了研究,计算获得了不同壁面和流体间势能作用强度下通道内流体的速度分布和密度分布,反映出可能存在的速度滑移、表观无滑移和负滑移现象,并探讨了速度滑移程度和壁面作用强... 本文采用非平衡分子动力学方法对纳米通道内的Couette流动进行了研究,计算获得了不同壁面和流体间势能作用强度下通道内流体的速度分布和密度分布,反映出可能存在的速度滑移、表观无滑移和负滑移现象,并探讨了速度滑移程度和壁面作用强度之间的关系。 展开更多

关键词 速度滑移 分子动力学模拟 纳米通道

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梯度磁场作用下自然对流换热强化 被引量：9

3

作者 杨立军 杨昆仑 +1 位作者 任建勋 宋耀祖 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1181-1186,共6页

为验证梯度磁场作用下自然对流换热的变化规律,揭示热磁对流现象的机理,利用钕铁硼永磁体构建了楔形梯度磁场空间,并对位于该空间的封闭腔内的氧气自然对流换热进行了实验研究.实验获得了氧气自然对流的激光散斑干涉图像,通过数据处理... 为验证梯度磁场作用下自然对流换热的变化规律,揭示热磁对流现象的机理,利用钕铁硼永磁体构建了楔形梯度磁场空间,并对位于该空间的封闭腔内的氧气自然对流换热进行了实验研究.实验获得了氧气自然对流的激光散斑干涉图像,通过数据处理得到了氧气自然对流的温度场,进而获得了壁面局部Nu分布.结果表明,磁加速度近似与重力加速度方向相同的永磁梯度磁场布置可使氧气自然对流换热过程得到强化. 展开更多

关键词 自然对流 换热强化 梯度磁场 磁加速度

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单晶硅薄膜法向热导率分子动力学研究 被引量：8

4

作者 肖鹏 冯晓利 李志信 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期724-726,共3页

采用非平衡分子动力学方法（NEMD）研究了平均温度为 500K、厚度为 2～32nm的单晶硅薄膜的法向热导率。模拟结果表明,薄膜热导率显著低于对应温度下的体硅单晶的实验值,并随膜厚度减小以接近线性的规律减小。用声子气动力论模型的分析... 采用非平衡分子动力学方法（NEMD）研究了平均温度为 500K、厚度为 2～32nm的单晶硅薄膜的法向热导率。模拟结果表明,薄膜热导率显著低于对应温度下的体硅单晶的实验值,并随膜厚度减小以接近线性的规律减小。用声子气动力论模型的分析结果与NEMD模拟相一致,表明纳米单晶硅薄膜中声子平均自由程显著减小。 展开更多

关键词 单晶硅薄膜 热导率 分子动力学 声子 导热性

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粗糙微通道内气体流动的分子动力学研究 被引量：3

5

作者 曹炳阳 陈民 过增元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第S1期131-134,共4页

为研究粗糙度对微通道内气体流动及其边界滑移性质的影响,采用分子动力学模拟方法研究了氩气在0.1 μm铂通道内的流动,通道表面粗糙度由三角粗糙元阵列构成。气体流动的边界条件决定于2个准则数: A/λ和Kn=λ/L(其中A为壁面粗糙度、λ... 为研究粗糙度对微通道内气体流动及其边界滑移性质的影响,采用分子动力学模拟方法研究了氩气在0.1 μm铂通道内的流动,通道表面粗糙度由三角粗糙元阵列构成。气体流动的边界条件决定于2个准则数: A/λ和Kn=λ/L(其中A为壁面粗糙度、λ为气体分子的平均自由程、L为流动系统的尺度)。Maxwell基于Kn的滑移模型当A/λ<0.25时适用;A/λ<1时,气体流动存在边界速度滑移,体现出稀薄效应,A/λ≈1时为无滑移,A/λ>1时为等效负滑移. 展开更多

关键词 微尺度气体流动 边界条件 粗糙度 分子动力学

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空间太阳能热动力系统回路的动态模拟 被引量：1

6

作者 吴玉庭 陈仁坤 +2 位作者 任建勋 梁新刚 过增元 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期101-105,共5页

空间太阳能热动力发电系统的工作过程是一动态过程 ,系统的运行规律受太阳光照期和阴影期交替变化的影响 .为了掌握空间太阳能热动力发电系统各参数的动态变化规律 ,采用集总参数法 ,从部件的数学模型出发 ,根据各参数间的相互耦合关系 ... 空间太阳能热动力发电系统的工作过程是一动态过程 ,系统的运行规律受太阳光照期和阴影期交替变化的影响 .为了掌握空间太阳能热动力发电系统各参数的动态变化规律 ,采用集总参数法 ,从部件的数学模型出发 ,根据各参数间的相互耦合关系 ,建立了空间太阳能热动力系统的动态数学模型 ,对 10kW空间太阳能热动力发电系统的运行过程进行了动态数值模拟 .结果表明 :如果相变蓄热材料处于两相状态 ,相变蓄热物质的温度和系统发电功率就比较稳定 ;一旦相变蓄热材料进入单相状态 ,相变蓄热材料的温度和系统发电功率就会发生波动 ;要使系统的发电功率比较稳定 ,必须合理选择聚能器的面积 ,保证相变蓄热材料一直处于两相状态 . 展开更多

关键词 太阳能 热动力发电 空间站 动态模拟

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水平圆管通道内热磁对流的实验研究 被引量：1

7

作者 杨昆仑 任建勋 宋耀祖 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期295-297,共3页

由于温度分布不均匀而导致磁场中的磁性流体受到非平衡的磁场力作用,而发生流动的现象,称为热磁对流。它是一种由体积力驱动的类似自然对流的流动,可以通过设计合适的磁场来控制热磁对流的强度和方向。本文对水平圆管通道内热磁对流进... 由于温度分布不均匀而导致磁场中的磁性流体受到非平衡的磁场力作用,而发生流动的现象,称为热磁对流。它是一种由体积力驱动的类似自然对流的流动,可以通过设计合适的磁场来控制热磁对流的强度和方向。本文对水平圆管通道内热磁对流进行了实验研究,测量了通道内及壁面的温度分布,并通过两种不同的方法根据实验测得的温度分布估算了热磁对流的流量和速度的大小。 展开更多

关键词 热磁对流 磁场 对流 圆管

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强化翅片适用性分析 被引量：2

8

作者 闵敬春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期136-138,共3页

提出强化翅片的适用性问题并以管翅式换热器为例进行了讨论,认为管翅式换热器空气侧流路由三要件所组成,即换热器、换热器外部风路和风机,指出强化翅片的效果不仅与翅片自身的性能有关而且与外部风路流阻的相对大小有关。与换热器流阻相... 提出强化翅片的适用性问题并以管翅式换热器为例进行了讨论,认为管翅式换热器空气侧流路由三要件所组成,即换热器、换热器外部风路和风机,指出强化翅片的效果不仅与翅片自身的性能有关而且与外部风路流阻的相对大小有关。与换热器流阻相比,外部流阻越大,采用强化翅片就越有利。 展开更多

关键词 换热器 强化翅片 适用性

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R134a PVT性质的分子动力学模拟 被引量：1

9

作者 余大启 李卓毅 +1 位作者 曹炳阳 陈民 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期929-931,共3页

使用二中心LJ分子嵌入沿轴偶极矩(2CLJD)的分子模型,对新型制冷剂R134a的PVT性质进行了分子动力学(MD)模拟,并与实验数据进行了对比,结果表明通过合理地选择势能参数,利用2CLJD模型预测氟利昂类制冷剂的热物理性质是可行的。

关键词 分子动力学模拟 热物理性质 R134A

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聚光条件下太阳电池的热电特性分析 被引量：18

10

作者 吴玉庭 朱宏晔 +1 位作者 任建勋 梁新刚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期337-340,共4页

为了为进一步开发聚光光伏发电系统提供指导和依据,建立了聚光光伏发电系统的数学模型,然后对不同聚光光伏发电系统方案的热电特性进行了计算,分析了串联内阻和换热系数对系统性能的影响。结果表明,在特定的串联内阻下,太阳电池的峰值... 为了为进一步开发聚光光伏发电系统提供指导和依据,建立了聚光光伏发电系统的数学模型,然后对不同聚光光伏发电系统方案的热电特性进行了计算,分析了串联内阻和换热系数对系统性能的影响。结果表明,在特定的串联内阻下,太阳电池的峰值功率首先随光强的升高而直线升高,升高到一定程度后曲线变得平缓。曲线的拐点随串联内阻的降低而升高。换热系数越高,系统的性能越好,而且随着光强的升高,换热系数的影响越来越显著。 展开更多

关键词 太阳电池 聚光 热电特征 串联内阻 换热系数

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不同磁场布置对空气自然对流的影响 被引量：10

11

作者 杨立军 任建勋 +1 位作者 宋耀祖 过增元 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期413-420,共8页

为研究顺磁性气体介质在外磁场作用下自然对流换热的规律 ,进一步揭示热磁对流的实质 ,该文用数值方法模拟了两种钕铁硼永磁系统产生的磁场作用下二维封闭方腔内空气的自然对流换热 ,得到了工作空间内磁场强度和磁加速度的分布 ,获得了... 为研究顺磁性气体介质在外磁场作用下自然对流换热的规律 ,进一步揭示热磁对流的实质 ,该文用数值方法模拟了两种钕铁硼永磁系统产生的磁场作用下二维封闭方腔内空气的自然对流换热 ,得到了工作空间内磁场强度和磁加速度的分布 ,获得了两种梯度磁场作用下空气自然对流的流场和温度场以及壁面局部对流换热系数。研究表明 ,不同的永磁系统布置可在工作空间形成不同的磁加速度分布 ,产生不同的磁场力 。 展开更多

关键词 钕铁硼 永磁体 自然对流换热 磁场强度 磁加速度

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基于最小热量传递势容耗散原理的导热优化 被引量：22

12

作者 程新广 李志信 过增元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期94-96,共3页

导热是一个不可逆过程,它的优化遵循最小热量传递势容耗散原理。本文根据该原理,对体点问题中的高导热材料布置进行了优化。当域内导热系数的积分为定值时,最小热量传递势容耗散对应于导热系数与当地热流成正比,即全场的温度梯度均匀。... 导热是一个不可逆过程,它的优化遵循最小热量传递势容耗散原理。本文根据该原理,对体点问题中的高导热材料布置进行了优化。当域内导热系数的积分为定值时,最小热量传递势容耗散对应于导热系数与当地热流成正比,即全场的温度梯度均匀。以温度梯度均匀化为准则,利用仿生优化方法得到了域内有均匀和非均匀热源时高导热材料的最优布置。 展开更多

关键词 导热优化 最小热量传递势容耗散原理 仿生优化 散热

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各向异性散射梯度折射率介质层的热发射特性 被引量：4

13

作者 黄勇 梁新刚 +1 位作者 夏新林 谈和平 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期49-52,共4页

将蒙特卡罗法和弯曲光线跟踪技术相结合,研究了各向异性散射性梯度折射率半透明介质层的发射特性.介质层具有镜反射半透明表面和漫射基底面.重点分析了散射反照率和散射相函数对介质层表观方向发射率和表观半球发射率的影响.结果表明对... 将蒙特卡罗法和弯曲光线跟踪技术相结合,研究了各向异性散射性梯度折射率半透明介质层的发射特性.介质层具有镜反射半透明表面和漫射基底面.重点分析了散射反照率和散射相函数对介质层表观方向发射率和表观半球发射率的影响.结果表明对于线性折射率分布的介质层,当散射较为强烈时,表观半球发射率可随介质层光学厚度增大而减小,这种现象与以往研究的半透明体的情况有显著的不同. 展开更多

关键词 介质层 发射特性 梯度折射率 各向异性散射 折射率分布 镜反射 发射率 半透明介质 散射相函数 蒙特卡罗法

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热传导中的变分原理 被引量：17

14

作者 程新广 李志信 过增元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期457-459,共3页

采用力学中建立最小势能原理和最小余能原理的加权余量法,分别得到了热传导中势能型与余能型的变分原理。通过对势能型变分原理的分析发现,对于可逆的导热过程,“力”(热流)在“位移”(温度)上做的“功”完全转换为物体的“势能”,即热... 采用力学中建立最小势能原理和最小余能原理的加权余量法,分别得到了热传导中势能型与余能型的变分原理。通过对势能型变分原理的分析发现,对于可逆的导热过程,“力”(热流)在“位移”(温度)上做的“功”完全转换为物体的“势能”,即热量传递势容。而在不可逆的稳态导热过程中,这个势能完全被耗散掉了,成为传递势容耗散。对于非稳态导热过程,则类似于粘弹性物体,热流在温度位移上做的“功”一部分转换为物体的传递势容,而另外一部分成为传递势容的耗散。 展开更多

关键词 变分原理 热量传递势容 热量传递势容耗散

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微喷管内流动和换热的数值模拟与分析 被引量：5

15

作者 王沫然 陈泽敬 李志信 《微纳电子技术》 CAS 2003年第7期61-64,共4页

发展了直接模拟MonteCarlo方法的压力边界条件处理方法 ,并使用这种方法对微型拉法尔喷管内的气体流动特性进行了数值模拟与分析。研究了两种构型的拉法尔喷管 ,对比了相同出口压力不同入口压力下的流场特性 。

关键词 航天器 推进系统 微喷管 换热 数值模拟 MonteCarlo方法 气体流动特性

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非保守力与自然对流 被引量：4

16

作者 杨立军 任建勋 +1 位作者 宋耀祖 过增元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期998-1000,共3页

为研究自然对流流动和换热的实质,对重力场中自然对流的驱动力进行了进一步分析,提出了自然对流产生的充分必要条件。以二维封闭方腔内空气自然对流为对象,分别对三种不同的自然对流形式进行了数值模拟。结果表明:只要流体所受体积力为... 为研究自然对流流动和换热的实质,对重力场中自然对流的驱动力进行了进一步分析,提出了自然对流产生的充分必要条件。以二维封闭方腔内空气自然对流为对象,分别对三种不同的自然对流形式进行了数值模拟。结果表明:只要流体所受体积力为非保守力,即可产生自然对流。这为自然对流的控制提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 自然对流 非保守力 体积力 浮升力

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壁面轴向导热对微细管内对流换热的影响 被引量：4

17

作者 王玮 葛峰 +1 位作者 李志信 过增元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期846-848,共3页

本文通过数值解析的方法研究了考虑壁面轴向导热时微细管内的对流换热。结果表明,当管外为对流换热边界条件时,管内充分发展对流换热的Nu依然在3.66～4.36之间。但若忽略壁面轴向导热,采用一维热阻模型整理微细管内对流换热的实验数据... 本文通过数值解析的方法研究了考虑壁面轴向导热时微细管内的对流换热。结果表明,当管外为对流换热边界条件时,管内充分发展对流换热的Nu依然在3.66～4.36之间。但若忽略壁面轴向导热,采用一维热阻模型整理微细管内对流换热的实验数据将会导致错误的结论。 展开更多

关键词 微细管 固壁轴向导热 对流换热

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等热流条件下相变导热仿生优化 被引量：4

18

作者 王爱华 任建勋 梁新刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期239-243,共5页

为强化微重力条件下相变材料的熔化释冷过程,采用仿生优化的思想和有限元方法研究了导热空间内高导热材料的最佳布置方案。研究表明,采用温度梯度的时间积分作为布置高导热材料的判断标准,可把导热仿生优化的思想的应用由稳态问题扩展... 为强化微重力条件下相变材料的熔化释冷过程,采用仿生优化的思想和有限元方法研究了导热空间内高导热材料的最佳布置方案。研究表明,采用温度梯度的时间积分作为布置高导热材料的判断标准,可把导热仿生优化的思想的应用由稳态问题扩展到非稳态具有相变的问题。和人工构造方案法相比,仿生优化得到的方案可以明显强化释冷过程、降低热流入口温升;且能克服其工作量大,所得方案不一定包含最优方案的不完备性问题。 展开更多

关键词 仿生优化 相变导热 焓法

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单面加热矩形通道热入口段层流对流换热特性的场协同分析 被引量：3

19

作者 王军荣 闵敬春 宋耀祖 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期478-480,共3页

对单面加热矩形通道热入口段的层流对流换热问题进行了数值模拟研究,给出了不同截面比的局部努赛尔数。推导出单面加热时的场协同方程,以此分析了不同截面比下加热边界条件对努赛尔数的影响规律。

关键词 矩形通道 对流换热 层流入口段 场协同

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载人航天器舱壁温度动态分析 被引量：3

20

作者 徐向华 梁新刚 任建勋 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期640-642,共3页

本文分析了采用三层结构舱壁的载人航天器在轨飞行时由于热辐射环境的变化引起的舱壁温度波动及温度分布,数值计算结果表明内防护层的温度分布比较均匀,受外部辐射变化影响很小,而对内部空气温度的波动响应比较大。并根据此结果提出了... 本文分析了采用三层结构舱壁的载人航天器在轨飞行时由于热辐射环境的变化引起的舱壁温度波动及温度分布,数值计算结果表明内防护层的温度分布比较均匀,受外部辐射变化影响很小,而对内部空气温度的波动响应比较大。并根据此结果提出了地面模拟的简化模型,分析了模型时间常数的影响因素,用数值计算验证了缩小实验周期的可能。 展开更多

关键词 载人航天器 多层隔热层 模拟实验

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