国家自然科学基金(51136004)
- 作品数：30 被引量：172H指数：7
- 相关作者：陶文铨李增耀何雅玲张虎曹涛锋更多>>
- 相关机构：西安交通大学同济大学航天材料及工艺研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理理学医药卫生一般工业技术更多>>
- 接触热阻对燃料电池温度分布影响的数值模拟被引量：7
- 2015年
- 本文采用三维、非等温、以及考虑各向异性扩散层性质的燃料电池模型分析了气体扩散层和流场板肋板之间的接触热阻对电池温度分布和性能的影响。计算结果表明,接触热阻对电池最高温度及温度分布均有很大影响。电池输出电压为0.3 V时,有接触热阻工况电池最大温度高于无接触热阻工况约8.5 K。此外,有接触热阻计算工况扩散层内温度变化平缓,而无接触热阻计算工况扩散层内温度变化较快。因此,对于燃料电池温度分布的准确预测,不能忽略接触热阻的影响。
- 曹涛锋母玉同丁靖何雅玲陶文铨
- 关键词：质子交换膜燃料电池数值模拟温度分布接触热阻
- DES湍流模型计算Re=3900的圆柱扰流被引量：2
- 2013年
- 本文使用DES(Detached eddy simulation)湍流模型,计算了Re=3900时的三维圆柱扰流。采用一种简化的二阶精度的浸入边界方法处理无滑移固体边界,时间上二阶精度的投影算法求解不可压流体NS方程。只使用了36万网格数,远远低于文献中大涡模拟计算的网格数。计算结果验证了DES模型的可靠性,为进一步开展湍流模型的多尺度计算打下基础。
- 李兆辉张剑飞陶文铨
- 关键词：DETACHEDEDDY浸入边界法
- 高瑞利数下封闭腔内自然对流的数值模拟被引量：21
- 2014年
- 为了推广应用高瑞利数下的自然对流换热技术,有必要对自然对流流动与换热特性进行深入研究。采用不引入人工扰动的直接数值模拟方法,对发生在高宽比为4的封闭腔内的自然对流流动与换热进行了研究,分析了平均温度、平均主流速度、涡量和局部努塞尔数的分布特性。研究结果表明：从静止等温流体初始条件出发,不引入任何人工扰动自然对流可以顺利发展到湍流,节约了计算资源;即便瑞利数等于1010,自然对流的平均温度、平均主流速度、涡量和局部努赛尔数分布都具有边界层型流动和换热的特征;在普朗特数为0.71~500的范围,当封闭腔内自然对流换热出现湍流换热特征时,局部瑞利数处于10^7~10^8量级。
- 阳祥陶文铨
- 关键词：封闭腔湍流自然对流直接数值模拟
- 电热水器能耗数值计算及保温性能优化分析被引量：2
- 2018年
- 电热水器中的能量传递过程主要包括电加热丝对内胆中水的加热过程,内胆中水的自然对流过程以及通过保温层的散热过程.本文采用多尺度数值模拟方法:用LBM确定保温材料导热系数作为基于连续介质的Fluent的输入数据,对发生在电热水器中的流动和耦合传热过程进行了数值模拟,并采用UDF来控制电加热丝的动态间歇加热工作过程,建立了模拟电热水器24 h固有能耗系数测试过程的数值模拟方法.采用该方法模拟得到的能耗系数与实验值符合良好,证明了该模型的准确性。同时模拟获得了电热水器中水在加热和散热阶段的流动特性、温度分布,以及各个区域的散热占比和热流密度。提出了优化电热水器保温隔热性能的判据,为电热水器保温结构的优化提供了依据.
- 靳蒲航粘权鑫方文振陶文铨
- 关键词：电热水器数值模拟
- 带环状翅片管式相变储热器的数值模拟被引量：19
- 2012年
- 相变材料的低导热性是相变储热器传热过程的主要障碍。在相变材料侧进行强化,是目前提升相变储热器蓄热速率的主要方法。本文采用有限容积法对带有环状翅片的管式相变储热器的蓄热过程进行了数值模拟,得到了温度场、相界面随时间的变化。在此基础上,本文对翅片导热系数、翅片厚度和翅片间距等影响储热速率的因素进行了计算和分析。为相变储热器的优化设计提供了一定的参考。
- 凌空封永亮陶文铨
- 关键词：PCM数值模拟强化换热
- 非均匀网格泊松方程高阶紧致离散及加速方法被引量：2
- 2014年
- 本文将非均匀网格直接离散的高阶紧致格式从二维推广到三维,结合附加修正多重网格方法提高了传统迭代方法的收敛效率,并且验证了该格式在不同边界条件的数值表现。结果表明:该方法可以有效的求解NS方程中的压力泊松方程.
- 李兆辉封永亮陶文铨
- 关键词：高阶紧致格式
- 气凝胶单元体模型结构参数与等效热导率研究被引量：4
- 2012年
- 本文基于二氧化硅气凝胶的微观结构特点,运用小球构成的立方阵列单元体纳米孔隙模型,结合固相导热和气相传热的尺度效应,计算得到了一定尺寸范围内材料的等效热导率,分析了材料密度、颗粒接触面积、材料比表面积等因素对材料等效热导率的影响。结果表明:存在使气凝胶等效热导率取最小值的最佳密度;在一定的密度范围内,孔隙率一定时,材料的等效热导率随比表面积的增大而减小;颗粒间接触界面直径与固相颗粒直径的比值越大,等效热导率越低,在该比值一定时,气孔的尺寸和分布成为影响模型等效热导率的关键因素。
- 刘鹤李增耀胡子君陶文铨
- 混合气体在典型多孔介质内扩散过程的数值模拟被引量：5
- 2012年
- 为研究孔径大小对扩散过程的影响及组分之间在扩散过程中的相互作用,采用Maxwell-Stefan模型对混合气体在典型多孔介质内的扩散过程进行了数值模拟.首先引用前人的实验结果验证了该模型及数值方法的可靠性.在此基础上,采用该模型研究了孔径大小对CH4/Ar二元混合气体在多孔介质内扩散过程的影响,以及CH4/Ar/H2三元混合气体在多孔介质内扩散过程中各组分之间的相互作用.研究表明:当孔半径小于0.5μm时,CH4/Ar的扩散过程随孔半径的增大而加快,当孔半径大于0.5μm时,CH4/Ar的扩散过程不受孔半径的影响;当不同组分之间的相互拖带作用大于自身的浓度梯度作用时,可能产生逆向扩散、局部压力回升现象;小分子较大分子扩散得快;Maxwell-Stefan模型能够有效地模拟多元混合气体的扩散过程.
- 谷伟张虎李增耀陶文铨
- 关键词：多孔介质孔径大小
- PEMFC阳极间歇排氢电化学反应过程的MRTBoltzmann研究被引量：1
- 2014年
- 本文基于单相等温模型,以间歇排气PEMFC阳极部分为研究对象,采用多松弛Boltzmann方法从孔隙尺度对间歇排气PEMFC内阳极中的流动、传质、电化学反应等电池局部特性进行模拟,并研究了操作温度、压力等对阳极局部特性分布的影响。结果表明,多松弛Boltzmann方法可以很好地预测PEMFC阳极流体流动情况,间歇排氢有助于提升电池的性能,电池操作温度及压力对间歇排氢的电池性能有一定的影响。
- 母玉同陈黎曹涛锋张虎陶文铨
- 关键词：PEMFC阳极
- 新型安注箱水动力特性的数值模拟被引量：2
- 2014年
- 安注箱是一种在核电站发生事故时向事故设备注射冷却水的先进设备.它对缓解核反应堆冷却水损失事故非常有利.本文在国外已有的新型安注箱设计基础上提出了一个原理性模型进行理论分析和数值模拟,以确认其注水特性.研究表明,对于所研究的原理性模型采用多尺度网格进行数值计算,可以得到能够满足核反应堆实际运行需求的水流量曲线。
- 姜国宝凌空陈黎张剑飞李增耀陶文铨
- 关键词：核电站失水事故
