【摘 要】
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较强的速度梯度大大限制了粒子图像测速技术(PIV)在近壁区域的测量精度。随着图像变形重采样技术的发展与推广,多重网格迭代变形算法(WIDIM)以及Interface-PIV的提出显著改善了这一问题,但其测量精度仍有进一步提高的空间。针对这一问题,本文发展了一种粒子图像预处理方法——镜像互换法,通过构造以壁面为基础的反对称流场,既能满足流场无滑移边界条件,同时又可维持正确的近壁面法向速度梯度,从而可
【机 构】
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北京航空航天大学航空发动机研究院,北京100191;北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京100191;航空发动机气动热力国防重点实验室,北京100191;北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京1
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较强的速度梯度大大限制了粒子图像测速技术(PIV)在近壁区域的测量精度。随着图像变形重采样技术的发展与推广,多重网格迭代变形算法(WIDIM)以及Interface-PIV的提出显著改善了这一问题,但其测量精度仍有进一步提高的空间。针对这一问题,本文发展了一种粒子图像预处理方法——镜像互换法,通过构造以壁面为基础的反对称流场,既能满足流场无滑移边界条件,同时又可维持正确的近壁面法向速度梯度,从而可以进一步提高无滑移壁面附近的速度测量精度与空间分辨率。与其他同类方法的对比结果表明,该方法大大降低了近壁
其他文献
采用塞块式量热计对200MW燃气流风洞试验件表面热流进行测量,试验过程中塞块式量热计遍历风洞的启动、模型变攻角、停车等阶段.为准确获取不同攻角条件下模型表面热流值,采用数值仿真对塞块式量热计的传热特性进行分析,研究背温反算的热流值与输入热流边界条件的差异,提出塞块式量热计长时间使用的修正方法,该修正方法通过一次稳态热流源的标定即可获得其他热流边界条件下的结果,从而简化标定过程.将修正方法应用于长时间变工况热流测量修正时,偏差小于2％,增加了塞块式量热计的使用范围,通过一次风洞试验,获取多个稳态工况条件下试
为强化膜式溶液除湿器的性能,本文基于膜的渗透特性,建立了多级内冷型膜式溶液除湿器的传热传质模型.经模型验证后,采用遗传算法对不同设计工况下的膜式除湿器结构进行了优化,并通过引入传热传质分布不均因子,分析了各运行控制参数与空气状态参数对膜式除湿器的传热传质性能影响.结果 表明,除湿器处理的空气流量越大,所需的最优层数越多,最优级数越小.在最优结构下增大溶液流量与降低冷却水温度虽可提高总效能,但也加剧了传热传质驱动力的分布不均.在处理低湿度空气时,该系统总效能可达0.64.该研究揭示了传热传质效能与驱动力分布
当今社会有大量废水余热没有回收利用.本文通过不同热回收系统间的对比分析,提出一种基于粒子群优化BP神经网络PID的废水余热回收热泵系统.利用能量平衡原理,建立了系统数学模型;运用粒子群优化BP神经网络PID控制方法,实现了PID参数的在线调整,实现了冷凝器风扇和循环泵的在线调节,最终实现了系统控制.利用Matlab/Simulink建立了控制系统仿真模型,结果表明:该控制方法与传统PID控制方法相比有效提高了系统响应速度和降低了系统超调量.以浴室为例进行实验验证,结果表明:与传统定频系统相比,采用传统PI
固体氧化物燃料电池(SOFC)内存在着复杂不可逆传递过程导致不可逆损失.结合熵产进行数值研究,描述七种不可逆损失的来源、分布及程度;探讨炯损及效率在发电过程中的变化规律并考察其受温度、水碳比(S/C)、预重整率的影响.结果 表明:温度梯度是CH4-SOFC总熵产主驱动力,质热耦合、重整、活化及欧姆熵产分别集中位于通道、支撑层项部、电极功能层及电解质中心面.?损随电流密度的增大呈先减小后增大规律,而?效及发电效率则是先上升后下降.升温,最小?损及最大炯效和发电效率均增大;提高水碳比及预重整率,最小?损减小,
通过毛细对流可视化实验系统和三维数值模拟研究了旋转环形液池内受Soret效应影响的双组分溶液热毛细对流,探究了泰勒数和液池深宽比对双组分溶液热毛细对流的稳定性及失稳后产生的振荡流型的影响.结果 表明,旋转液池内受Soret效应影响的热毛细对流的基础流为逆时针流胞形成的轴对称稳态流动,液池旋转对基础流径向流动的影响较小,但会明显增大流体的相对周向流动.临界热毛细雷诺数随泰勒数的增大而增大,随深宽比的增大而减小.泰勒数和深宽比的变化会明显改变双组分溶液热毛细对流失稳后产生的振荡流型.随着泰勒数的增大,液池中会
黏弹性流体广泛存在于自然界中,如人体中的血液等.实现黏弹性流体中不同尺寸微颗粒的高效分离对于生命科学和临床医学等领域有着重要的意义.本文基于对黏弹性流体中的微颗粒先富集再分离的思想,首先通过渐缩截面微通道,改变弹性升力的方向,并增强微颗粒在微通道中的受力,实现不同微颗粒的高效富集.而后,利用不同粒径微颗粒在层流状态下的运动特性差异,进一步实现对不同尺寸微颗粒的高效分离.实验结果表明,在维森伯格数Wi为17.5至34.9的范围内,聚乙烯毗咯烷酮(PVP)黏弹性流体中10 μm与4μm两种微颗粒可实现完全分离
本文主要对47合金与58合金两种低熔点合金相变材料的相变热控性能与相变过程传热现象进行研究.首先通过将相变热控实验与数值模拟相结合的方法验证了焓-多孔介质模型与Boussinesq假设的可靠性.之后通过数值模拟的方法对比分析了两种低熔点合金相变材料与熔点相近似的传统有机类相变材料热控性能.结果 表明,47和58合金低熔点合金相变材料的控温时间明显更长,较传统有机相变材料热控性能更好.另外,自然对流对低熔点合金相变热控装置的温度分布及固液相界面几乎无影响,低熔点合金熔化过程中自然对流效应可忽略.
通过实验研究了氨-水-溴化锂三元工质的对氨吸收式制冷系统的影响.实验测试了发生温度100～130℃,蒸发温度-16～-4℃和冷却水温度22～33℃工况下的系统性能系数,发现适用于氨吸收式制冷的最佳溴化锂浓度为15％,与氨吸收式制冷系统相比,性能系数最高提升了10％.溴化锂最为第三工质对系统的影响是整体的,使用三元工质可以降低精馏负荷与回流比,提高热能利用效率同时降低了发生压力,有利于提升性能系数;但其不利影响体现在会降低浓溶液中氨的浓度,导致系统循环倍率上升,不利于提升性能系数.合理使用氨-水-溴化锂三元
在考虑水蒸气真实物性和非平衡凝结的情况下,基于雷诺应力模型(RSM),研究了三种近壁处理法对数值结果的影响.讨论了不同壁面函数法对蒸汽喷射器内复杂流动现象的预测,包括激波和壅塞、边界层分离和涡及非平衡凝结.结果 表明,在模拟条件下,标准壁面函数法、非平衡壁面函数法与RSM模型结合均可以较好地预测蒸汽喷射器的临界喷射系数Er*,相对误差分别为-2.1％和-5.7％,但后者收敛性不如前者.增强壁处理过度预测了流场中的旋涡现象,导致流场能量损失被过高估计,得到低于实验值46％的临界喷射系数.
为研究对涡旋流畸变对压气机的影响,本文基于一种新设计的旋流畸变发生器,利用CFD技术,开展了对涡旋流畸变与NASA Rotor67跨声速转子的数值仿真研究.在100％换算转速下,对比分析均匀进气以及旋流进气条件下的压气机压比、效率特性线以及流场分布情况.结果 表明,对涡旋流会引起压气机增压能力和效率的下降,并降低压气机稳定工作裕度.在100％换算转速、旋流进气条件下压气机峰值效率点处的流量值较之均匀进气条件下降低2.33％,峰值效率降低2.44％,该点处压比降低0.25％.压气机失速点流量增加0.99％,