刘鑫
- 作品数：10 被引量：22H指数：3
- 供职机构：北京航空航天大学航空科学与工程学院更多>>
- 发文基金：中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术动力工程及工程热物理一般工业技术兵器科学与技术更多>>
- 振动环境下喷雾冷却的临界热流密度模型被引量：2
- 2018年
- 针对振动环境对喷雾冷却临界热流密度(CHF)的影响问题,基于静止环境喷雾冷却CHF模型,定义并引入内切偏离因子,建立振动环境下喷雾冷却CHF点基模型,对比3种不同工作模式的影响。结果表明:工作模式1周期平均CHF相对其他两种模式分别提高0.98%和1.17%。该模式下,周期内CHF的变化呈现双峰结构,且后半周期最低热流密度高于前半周期最低热流密度,周期内最小CHF较最大CHF下降3.02%。振动幅度越大,CHF下降越大,1.0mm振幅相对0.2mm振幅条件下的周期平均CHF下降1.74%。分析喷雾锥角的影响,55.8°、90°全位角喷雾锥角相对30°喷雾锥角,平均CHF分别下降4.83%及16.21%。大锥角下,后半周期的峰谷值相较周期内最大CHF下降减小。喷雾锥角小的喷嘴能够减小表面振动对喷雾冷却临界热流密度的恶化。
- 王泽邢玉明刘鑫赵亮季益斌
- 关键词：喷雾冷却振动环境正弦振动
- 纳米复合相变材料熔化过程数值模拟被引量：6
- 2018年
- 相变储能技术在航空航天等领域具有广泛的应用前景,但是相变材料导热性能差制约了其工程化应用。高导热的纳米材料能够有效提高相变材料的导热性能。为了对其相变现象进行更精细的模拟分析,基于Maxwell-Garnett等效介质理论(EMT)建立3种具有代表性结构的纳米复合相变材料详细物性参数,将流体体积(VOF)模型与焓-多孔介质模型相耦合,在考虑相变材料体积膨胀的情况下,数值模拟了纯石蜡、添加不同体积组分金刚石纳米粒子(ND)、单壁碳纳米管(SWCNT)和石墨烯纳米片(Gn P)的纳米复合相变材料在定温边界条件下的固液相变过程。结果表明:相变材料熔化过程中对流效应主要分布在临近固液相界面、临近加热壁面及临近气液两相交界面这3个区域; 3种纳米粒子中Gn P的导热强化效果最佳,相比纯石蜡,添加体积分数为3%的Gn P纳米复合相变材料固相导热系数提高了486%,相变材料的熔化时间缩短了69%;升高壁面温度能够有效缩短复合相变材料的熔化时间。
- 赵亮邢玉明吕倩罗叶刚刘鑫
- 关键词：相变材料纳米材料
- 振动环境对相变组件热控性能影响的实验被引量：1
- 2019年
- 为了研究振动环境对相变组件热控性能的影响,制备了基于纯硬脂酸和硬脂酸/泡沫铜复合相变材料的两种相变热控实验件,并进行了静止和振动环境中的热控实验。实验结果表明:泡沫铜的存在能够有效地强化相变组件的热控性能,在5 000W/m2时,添加泡沫铜后平衡温度降低了19℃,有效热控时间延长了19.4%;在振动环境下,纯硬脂酸实验件的平衡温度降低了9.5℃,有效热控时间延长了13.2%;硬脂酸/泡沫铜实验件的有效热控时间延长了10.5%,振动带来的强迫对流能够有效强化相变组件的热控性能;并且相对于振动频率,振幅变化对影响结果的扰动较小,在一定的频率范围内,振动的影响随着频率的增加而变大。该研究可以为机载电子设备相变热控技术的应用提供参考。
- 罗叶刚邢玉明赵亮刘鑫
- 关键词：振动环境硬脂酸
- 固-膏体燃气发生器热结构分析和仿真被引量：1
- 2018年
- 固-膏体燃气发生器是一种新型的燃气发生系统,是潜地导弹变深度弹射系统中的核心部件。为了研究固-膏体燃气发生器工作后膏体储存室的温度分布情况,采用源项法结合动网格技术、RNG k-ε湍流模型和离散坐标(DO)辐射模型对固-膏体燃气发生器的工作过程进行了数值仿真,并对不同膏体推进剂挤压流量下的膏体推进剂的温度分布作了对比研究。结果表明,传入膏体储存室的热量大部分来自于挤压室内的高温燃气,且整体热量的传导主要在轴向进行。随着膏体推进剂挤压流量增加,膏体储存室内的最高温度和平均温度均有所增加。研究结果可以为该型号固-膏体燃气发生器的热防护设计和改进提供相关参考。
- 罗叶刚邢玉明刘鑫梁材
- 关键词：燃气发生器
- 基于AMESim的液氮并联管道两相流不稳定性仿真研究被引量：1
- 2015年
- 低温并联管道广泛存在于工业设备中,其两相流不稳定性对设备的运行性能和系统安全有重要影响。搭建专门的实验系统结构与参数改变比较困难,测量精度不高,试验耗费大,周期长。基于多学科仿真平台AMESim R13建立了两根并联受热管道系统的液氮汽液两相流动传热模型,对其管间脉动特性及两相流不稳定性影响因素进行仿真和分析。结果表明液氮并联受热管道管间脉动属于密度波脉动,两支管内的流量作完全的反向脉动;系统压力、质量流量、进口管阻增加,界限热负荷增大,对系统稳定性有利;研究结果为液氮并联管道管间脉动消除的工程措施提供了理论参考,为其两相流不稳定性定量研究提供了借鉴。
- 马孖邢玉明刘鑫
- 关键词：仿真两相流不稳定性
- 基于硬脂酸复合相变材料的被动热沉性能被引量：6
- 2019年
- 固液相变储能材料的被动热沉广泛应用于航空航天及军事装备领域。针对高热流密度电子芯片的被动温控问题,对比实验验证了单温度和双温度2种数值模拟方法对基于泡沫铜/硬脂酸复合相变材料被动热沉控温过程模拟的准确性。结合基于Maxwell-Garnett模型的EMT建立了石墨烯纳米片/硬脂酸复合相变材料物性,采用更为精确的双温度数值模拟方法分析了不同导热强化方式的控温效果,并研究了环境温度对热沉控温效果的影响。结果表明:高热流密度下的相变温控过程采用双温度数值模拟更为精确;当导热增强体的体积组分相同时,提高泡沫金属的孔密度对相变温控效果提升有限,而同时采用泡沫金属与石墨烯纳米片能更有效改善相变控温效果;环境温度的剧烈变化对温控时间和控温温度均能产生影响。
- 赵亮邢玉明刘鑫罗叶刚芮州峰
- 关键词：硬脂酸相变材料温控
- 结冰条件下飞行安全的模糊综合评判
- 2014年
- 从系统角度出发对结冰条件下的飞行安全综合评价做了尝试,从人-机-管理三个方面确定了评价指标体系,利用G1方法确定了各个指标的权重系数,通过对各指标权重的分析,将定性分析和定量分析结合起来,采用综合模糊评判的方法对结冰条件下的飞行安全进行了评价。
- 刘鑫邢玉明马孖
- 关键词：积冰安全性
- 空气浴条件下三水醋酸钠相变材料的储热性能实验被引量：7
- 2018年
- 三水醋酸钠(CH_3COONa·3H_2O)作为一种无机相变储能材料,具有潜热值高、导热性能好等优点,但是其在凝固过程中过冷度大制约了CH_3COONa·3H_2O的应用。为了调节CH_3COONa·3H_2O在空气浴条件下的过冷度,本文选用Na_2HPO_4·12H_2O、Na_2CO_3·10H_2O、Na_4P_2O_7·10H_2O、Na_3PO_4·12H_2O、Na_2SiO_3·9H_2O、Na_2S_2O_3·9H_2O和Na_2B_4O_7·10H_2O这7种无机水合盐材料作为成核剂,采用步冷曲线法在高低温试验箱中进行过冷度调节实验和热循环实验。结果表明:在空气浴条件下,质量分数为96%CH_3COONa·3H_2O+2%Na_2HPO_4·12H_2O+2%羧甲基纤维素的复合相变材料过冷度最小,为5.6℃;将复合相变材料进行25、50和75次热循环后,其相变点温度几乎维持不变,过冷度随循环次数增加而逐渐增大,相变潜热值随循环次数的增加逐渐减小。本研究丰富了CH_3COONa·3H_2O相变材料的过冷度调节方案,为其工程化应用提供了参考。
- 赵亮邢玉明芮州峰王泽刘鑫
- 关键词：三水醋酸钠相变材料过冷度
- 基于欧拉方法的机翼表面水滴撞击特性数值模拟被引量：1
- 2014年
- 基于欧拉方法分析了不同飞行速度和不同气象条件下NACA0012机翼水滴撞击的特性,使用Fluent商用软件计算空气流场,并通过UDS模块求解水滴相控制方程。从计算结果分析得出:局部水滴收集系数及水滴撞击范围随飞行速度和平均水滴容积直径的增加而明显增加;液态水含量对水滴撞击特性影响不大。
- 刘鑫邢玉明杜佶
- 关键词：水滴撞击特性流场计算欧拉方法
- 气氮调温器Y型喷嘴实验及数值研究
- 2016年
- 基于FLUENT软件离散相模型及气体助力雾化模型,采用欧拉-拉格朗日方法研究通过Y型喷嘴雾化液氮的雾化特性.由于液氮液滴的蒸发相变,与水相比喷雾锥角更清晰且明显减小,约为10°,喷雾距离缩短.分析喷嘴气液工作压力对液氮雾化索太尔平均直径(SMD)、液滴体积分数和数量分数的影响.结果表明:SMD沿喷射方向变化幅度极小;SMD主要受气相速度及气液比影响,气压低时气相速度影响较大,气压高时气液比影响较大;由于相变作用,液氮雾化粒径分布更为集中.数值研究Y型喷嘴用于不同流量需求的气氮调温器的调温效果,出口温度低于98K,进出口温差达到12K,且整个出口温差在±1K以内,能够实现精确控温要求.
- 王泽邢玉明刘鑫赵亮
- 关键词：Y型喷嘴雾化液氮
