李雪芳
- 作品数：10 被引量：54H指数：4
- 供职机构：山东大学热科学与工程研究中心更多>>
- 发文基金：山东省自然科学基金国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理理学化学工程机械工程更多>>
- 对称Y型微通道内气泡流动研究被引量：2
- 2022年
- 利用泡沫驱油时,气泡会流经地层内复杂的通道结构,而Y型结构是一种常见的通道结构。为了研究气泡驱油机理,本文利用可视化微流控实验系统和开源CFD平台OpenFOAM研究了对称Y型微通道内气液两相流动机制以及影响因素,实验观察到两种流型:气泡发生破裂和不发生破裂。研究表明,气泡能否发生破裂取决于气泡的自身速度和长度,转变的经验公式符合幂律关系。数值模拟表明气泡的破裂会引起涡流,强化对壁面的冲刷。同时,讨论了利用气泡对驱油效果的影响,为实际的开发提供一定的参考价值。
- 李京坤陈斌吴彬彬田津杰陈琦李雪芳
- 关键词：微流控气泡两相流
- 换热器优化设计的最小(火积)耗散方法被引量：20
- 2011年
- 以水-水换热的平衡逆流换热器为例,把(火积)耗散理论应用于换热器的优化设计.在一定的假设条件下,得到了换热器的最佳长径比的解析表达式;在给定换热面积或换热管体积的约束条件下,获得了最佳质量速度和最小(火积)耗散率的解析表达式.这些结果表明,为了减少换热器中的不可逆耗散,在允许的条件下应尽量增大换热面积,降低流速.
- 李雪芳郭江峰许明田程林
- 关键词：管壳式换热器优化设计
- 流动聚焦微通道内牛顿微液滴在幂律剪切致稀流体中的生成研究被引量：1
- 2020年
- 采用开源CFD软件OpenFOAM中的interFoam求解器对流动聚焦微通道内微液滴的形成过程进行了数值模拟。通过与文献中的实验数据进行对比,验证了VOF模型和幂律非牛顿流体模型的准确性。并以此为基础模拟了幂律剪切致稀流体中牛顿微液滴的形成过程,研究了幂律流体的幂律指数n和稠度系数K对微液滴生成的影响。研究表明,在滴状和挤压状流型中,离散线颈部宽度与周期内剩余时间呈幂律关系;离散线长度在坍塌阶段呈现线性缓慢增长,在夹断阶段呈现近似指数迅速增长的趋势。随着n和K的增大,液滴的尺寸逐渐减小,而生成频率则逐渐增大,且n的变化比K的变化对其产生的影响更明显。
- 陈琦李京坤宋昱何倩David M Christopher李雪芳
- 关键词：多相流非牛顿流体
- 欠膨胀氢气射流激波结构数值模拟研究被引量：8
- 2018年
- 本文利用数值模拟的方法研究了高压氢气泄漏所产生的欠膨胀氢气射流的激波结构。采用二维轴对称几何模型,分别模拟了不同压力比下,出口直径为1 mm的氢气射流。模拟得到了不同压力比下激波结构的形态和特征尺寸,包括马赫盘的位置、直径和边界层的厚度等。通过计算结果与实验测量的比较表明,当泄漏源压力小于3 MPa时,数值模拟不能够得到实验中观测到的典型激波结构;而当泄漏源压力达到3 MPa及以上时,数值模拟就可以成功地计算欠膨胀射流的激波结构.此外,模拟还得到了沿射流中心线的气流马赫数、压力和温度等一系列气流参数。
- 李雪芳王俞杰罗峰Ethan S Hecht柯道友
- 关键词：氢气泄漏激波结构数值模拟
- 半地下结构工业厂房内通风换热数值模拟研究被引量：4
- 2018年
- 工业厂房内通常含有发热量较高的设备和管道等,需要进行通风换热以保证设备的正常运行和维持室内较为舒适的工作环境,特别是对于地下厂房空间,仅依靠自然对流无法满足通风散热的要求,因而往往采用机械通风和自然通风结合的方式。本文利用数值模拟方法研究了包含多处内热源和地下结构的二层厂房内的通风换热问题,构建了厂房的三维简化物理模型,模拟了不同的窗口设置情况下厂房内的气流组织和温度分布情况。结果表明:厂房内的气流组织对厂房内温度分布有显著的影响,冗余的风口设置会造成厂房内温度场均匀性变差,导致通风效率及经济性的明显下降。
- 王孟武张知宇刘凯迪李雪芳
- 关键词：工业厂房数值模拟通风
- 高压氢气小孔泄漏射流分层流动模型与验证被引量：12
- 2018年
- 高压氢气泄漏射流是氢安全研究的重要内容,而在一定实验测量的基础上进行数值模拟是该领域的重要研究手段。目前高压氢气射流完整数值模拟存在计算效率低、不稳定和难收敛的问题,而现有的简化模拟方法存在模型假设不合理和计算结果不准确的问题。本文在定量激波结构测量的基础上,结合气体状态方程和守恒方程构建了分层流动模型,综合考虑了实际的射流核心区和边界层内不同的流动情况,且无需计算气流参数变化剧烈的激波区,从而简化了数值模拟计算。采用分层流动模型模拟的速度场和浓度场计算结果与完整模拟的计算值和实验测量值一致,优于采用传统虚喷管模型模拟的结果。该研究为高压氢气泄漏研究提供了一种在保证计算结果准确性基础上提高计算效率的模拟方法,对进一步推动氢安全研究具有一定意义。
- 李雪芳何倩柯道友程林
- 不同几何参数竖直蛇形管内超临界压力CO2流动与换热数值模拟被引量：4
- 2020年
- 作为一种环境友好型自然工质,CO2被越来越多地应用于热泵系统。该文通过模拟超临界压力CO2在竖直蛇形管中的流动和传热过程,分析了蛇形管几何参数对其换热性能的影响,并探究超临界压力CO2在不同尺寸蛇形管中流动的强化传热机制。建立了12种不同内径和曲率直径组合的蛇形管模型,以探究在给定质量流率条件下,不同内径和曲率直径对超临界压力CO2流动换热性能的影响。结果表明:曲率直径或内径的增大,均会导致传热系数降低;蛇形管内径越大,外壁面温升及温度波动幅度均越大;蛇形管曲率直径越大,外壁温度越高。最后,研究了流动方向对传热性能的影响,发现当内径大于1 mm时,蛇形管换热性能在工质向下流动时优于在工质向上流动时。本文可以为相关换热器的优化设计提供参考,从而提高换热效率和系统性能。
- 黄腾李雪芳柯道友巴清心程林
- 关键词：对流换热超临界二氧化碳蛇形管管型
- 高压氢气射流火焰的数值模拟被引量：4
- 2022年
- 高压氢气泄漏并发生点火是氢火灾事故的核心场景,也是氢安全研究的基本内容。该文对高压氢气泄漏后立即点火、延迟点火以及有防护墙存在时的延时点火3种场景进行了数值模拟仿真,分析了点火时间、防护墙对温度和超压的影响。结果表明:氢气泄漏后在喷口处立即点燃会形成射流火焰,该过程不会产生明显的超压;泄漏一段时间后再进行点火,将由点火中心产生压力波并向外传播,并随着与点火中心距离的增大,最大超压降低,燃烧稳定后形成的射流火焰与立即点火时基本一致;防护墙有效削弱了压力波及火焰向墙后方的传播,墙后方的超压及温度明显降低。因此,合理设置防护墙可以缩小危险范围,缩短安全距离。
- 巴清心赵明斌赵泽滢黄腾王建强李雪芳肖国萍
- 关键词：射流火焰防护墙
- 螺旋管内超临界CO2/DME混合工质冷却换热特性研究被引量：2
- 2020年
- CO2/DME(Dimethyl ether二甲醚)混合工质作为制冷剂既可以降低CO2单独使用时过高的工作压力,又可抑制二甲醚的可燃性。针对跨临界热泵系统中制冷剂在超临界压力下放热时复杂的传热性能,本文对超临界CO2/DME混合工质和超临界CO2在螺旋管内流动冷却的换热过程进行了数值模拟研究。结果表明,与纯CO2相比,在高温区CO2/DME混合工质的换热性能更优;通过比较不同配比的CO2/DME混合工质的换热特性,得到了不同温度范围对应的换热性能最优的CO2/DME混合工质配比。此外,对固定质量比的CO2/DME混合工质,分别分析了不同质量流速和热流密度下的流体温度、壁面温度及传热系数的变化规律,并与纯CO2传热系数的变化进行了对比。该研究为制冷剂选取及热泵系统中气冷器的优化设计提供了理论依据。
- 巴清心李雪芳黄腾程林
- 关键词：超临界CO2换热特性
- 绕流柱体问题的量纲归一化模拟方法被引量：1
- 2021年
- 在对流换热数值模拟中,采用量纲归一化有利于简化模拟设置、提高计算效率和增强计算结果的适用性。因此,针对无外力影响情况下的稳态对流换热问题,采用量纲归一化因子,推导出包括守恒方程、湍流模型和气体状态方程在内的量纲归一化控制方程。以空气绕流热圆柱体问题为例,利用上述方程分别对层流和湍流工况进行模拟计算,并与标准控制方程的模拟结果作比较。结果表明:在层流和湍流工况下,两种方法的模拟计算结果一致,相对误差在10-4以内。本文提出的量纲归一化模拟方法可用于简化对流换热问题的数值模拟,并有助于分析各参数对模拟结果的影响。
- 张知宇孔祥领刘传世李雪芳
- 关键词：对流换热数值模拟湍流模型
