工程热物理学报

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黄玉磊；祝银海；姜培学

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2455-2460.

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冷热电联产系统具有潜在的能源、环境和经济效益，受到人们广泛关注。本文提出了一个由超临界压力CO$_{2}$布雷顿循环和热驱动跨临界喷射制冷循环组成的冷电联产系统，建立了系统的热力学能量和#[2]分析模型，获得了主要运行参数对系统性能的影响规律。当制冷剂为R1234ze时，系统最高热效率0.60，#[2]效率0.51。#[2]损最大的四个部件依次是回热器、喷射器、压缩机和透平，而喷射器、冷凝器和蒸发器#[2]效率较低。研究表明增大透平入口压力和减小透平出口压力均可增大系统冷电输出和提高热、#[2]效率；循环泵出口压力对冷量和耗功产生共同影响，系统存在最优循环泵出口压力。

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两种除湿溶液电导率特性及其对系统性能影响

许文豪；程清

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2461-2467.

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溶液除湿空调是一种具有较大节能潜力的新型空调系统。对于除湿溶液，电渗析技术是一种环保、再生效率高的再生方法。对两种常用除湿溶液(LiCl溶液和LiBr溶液)的电导率进行了测量，对使用两种除湿溶液时基于电渗析再生的溶液除湿空调的性能进行了对比研究。研究结果表明，当溶液温度为25°C时，两种除湿溶液电导率随浓度的增加均呈现出先增加后减小的趋势。当LiCl溶液和LiBr溶液浓度分别35%-40%和40%-52.5%时，LiCl溶液的除湿性能优于LiBr溶液。当LiCl溶液和LiBr溶液浓度分别为32.5%-40%和40%-52.5%时，系统再生LiCl溶液需要消耗更多的电能。当系统所需LiBr溶液浓度为40%-45%时，系统若采用LiCl溶液则具有更高的性能系数；而当系统所需LiBr溶液浓度为45%-52.5%时，系统采用LiBr溶液比采用LiCl溶液具有更高的性能系数。

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生物质油 -水两相体系乳液光重整制氢

卜恩奇；陈颖；王超

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2468-2472.

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光重整催化生物质--水溶液制氢被认为是一种高效环保的制氢方法。大量水溶性生物质已被证明可被有效利用从而提高光催化效率，但油性生物质却因其会与水形成两相不互溶体系而在光重整制氢应用中受到极大限制。本文通过水解法制备出锐钛型TiO$_{2}$微球作为光催化剂，再通过硅烷偶联剂对其进行表面部分疏水改性使其具备双亲性，以此作为固体乳化剂稳定辛醇--水乳液。实验结果表明，TiO2经改性后能有效稳定辛醇--水乳液且明显提高光重整制氢效率。

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带回热器的跨临界CO2空气源热泵系统性能实验研究

赵玲华；张东伟；秦翔；杨凌晓；魏新利

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2473-2477.

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本文对带回热的跨临界CO₂空气源热泵循环在不同压缩机频率下运行时的特性进行了热力性能分析。结果表明：在25Hz和30 Hz压缩机频率下，系统COP_h随排气压力的升高都存在峰值。在35Hz压缩机频率下，由于受限于系统高温保护，系统COP_h随排气压力的升高逐渐增大，从趋势来看也存在峰值。压缩机频率升高，出水温度、气冷器出口温度和排气温度都升高，CO₂质量流量增加，系统COP_h减小。与25 Hz和35Hz压缩机频率下的系统性能相比，30Hz压缩机频率下的系统运行性能更优，系统最大COP_h为3.88，对应的最优排气压力为9.2MPa，对应的最高出水温度为91.1°C。

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液态空气储能系统液化率影响因素研究

安保林；陈嘉祥；王俊杰；杨鲁伟

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2478-2482.

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液态空气储能技术可将剩余或不连续的电力储存一定时间并以稳定的功率输出。相比于传统的压缩空气储能技术，该技术具有储能密度高及储存压力低等优点，受地理条件限制较小，对于改善我国发电行业的``弃风''现象、满足电网系统的``削峰填谷''需求具有重大意义。高压空气的液化是液态空气储能技术的关键过程，液化率的高低对于系统的电--电转化效率有着直接的影响。本文以液态空气储能系统为对象，分析了液化率的影响因素及其作用机理，研究结果表明，液化率随液化压力呈现非单调变化趋势，随液化温度降低而提高，随储存压力提高而升高，随复温压力提高而降低，随蓄冷效率提高而升高

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基于MODA算法的有机朗肯循环多目标优化

韩中合；梅中恺；李鹏

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2483-2490.

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针对中高温烟气驱动的有机朗肯循环发电系统进行多目标优化设计，以热效率和单位输出功率的系统总投资成本(PER)为多目标函数，选取蒸发温度和冷凝温度为决策变量，引入多目标蜻蜓算法(MODA)对工质苯的最佳循环参数进行寻优，采用一维向心透平效率模型取代固定透平等熵效率，并对工质进行敏感性分析。结果表明：透平效率随蒸发温度增加单调减少，随冷凝温度增加单调增加；在帕累托前沿中，随着热效率的增加，变透平效率寻优结果中PER迅速增加，定透平效率寻优结果中PER增加相对较平缓；热源温度越高，定透平效率寻优结果和变透平效率寻优结果差异越大。

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叶根开槽对高速常规负荷压气机叶栅性能影响

唐雨萌；柳阳威；陆利蓬

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2491-2501.

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采用基于螺旋度修正的SA模型数值研究了叶根开槽控制NACA65-K48高速常规负荷叶栅三维角区分离流动的效果。对比了原型叶栅及叶根开设有单槽道、双槽道叶栅的性能。研究表明，叶根开槽在较大的攻角范围内均有效降低了损失，改善了叶栅性能。槽道出口射流具有``自适应''性，其速度略大于当地主流速度，对低能流体具有很好的向下游携带作用。当槽道出口位于吸力面分离区之前时，槽道出口射流可有效推后分离区，减小分离区所占据的展向高度，增大了叶中无分离区的大小，改善了叶中流通能力。单槽道方案槽道出口射流的作用范围有限，引入第二个槽道可起到``接力''的效果。

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进汽参数对汽轮机叶栅通道内自发凝结影响的数值分析

李彬；杨自春；曹跃云；张磊

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2502-2509.

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为准确描述汽轮机级内湿蒸汽凝结流动特性，采用双流体模型结合修正的均质成核和水滴生长模型，实现汽轮机初始成核级叶栅通道内非平衡凝结数值求解。通过焓损失系数与自由能理论进一步分析了进汽参数变化对汽轮机叶栅通道内湿蒸汽自发凝结流动的影响，结果表明：随着过热度的降低，非平衡凝结起始位置提前，非平衡凝结现象更剧烈，凝结产生的液相质量分数增加，热力学损失升高；进口湿度对水滴的生长和蒸发速率非常敏感，对凝结冲击位置有很大的影响；入口湿蒸汽液滴直径越大，阻碍相变的自由能壁垒越低，二次凝结现象越易发生，热力学损失越大，当湿度为0.01的液滴直径超过0.2µm时，均质成核的二次凝结现象逐渐发生；二次成核的临界水滴直径随着湿度的增加而增大。

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WENO格式物理/计算域变换精度对流动预测的影响

李瑞宇；高丽敏；赵磊；吴瑜

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2510-2517.

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精细地捕捉激波及分离流对航空叶型/翼型设计具有重要意义。WENO(Weighted Essentially Non-Oscillatory)格式以其高间断分辨率和低耗散的特性得到广泛青睐。格式的构造都是基于均匀网格，而在实际应用中考虑计算量的问题，通常需要在梯度较大的地方进行局部加密，生成非均匀网格。坐标变换法是一种有效地将格式运用于非均匀网格的方法，而坐标变换的精度对格式特性的影响尚未得知，存在一定的盲目性。针对该问题，基于非均匀网格，开展不同精度坐标变换方法对有限差分WENO格式的精度、耗散影响研究；同时结合工程实际问题，研究不同精度非均匀网格处理方法对激波分辨率和大尺度涡捕捉能力的影响，并给出工程应用建议。

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制冷剂HFC-134a+HFC-152a液相黏度实验研究

韩晓红；黄炯亮；袁晓蓉；方波；包康丽；陈光明

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2518-2525.

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寻找替代制冷剂的过程需要对制冷剂的物性有充分的了解，黏度是最重要的物性之一。本文使用一种将翻转法升液和压力容器承压相结合的黏度测量实验装置，对混合制冷剂HFC-134a+ HFC-152a(摩尔比为0.29 :0.71)进行液相黏度测量实验研究，测量了278.15-333.15K温度范围内的液相黏度数据。为了方便工程运用，采用四种形式的Andrade方程对实验数据进行拟合，其中三种仅表征温度与黏度的关系，其余一种同时考虑了温度和压力对黏度影响。结果表明，由后者所得的关联式精度最高，平均绝对误差(AAD)和最大绝对误差(MAD)分别为0.495%和1.050%。此外，仅考虑温度的影响时，在Andrade方程中加入非线性修正对关联式的精度影响不大。

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交叉扭转椭圆冷却通道流动和换热研究

肖坤；汪翔宇；丰镇平

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2526-2531.

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本文基于场协同理论，提出了一种可用于燃气透平叶片内部冷却的交叉扭转椭圆形截面内部冷却通道，其基本原理在于通过椭圆形截面通道的交叉扭转，能够实现纵向二次涡的产生，从而强化透平叶片的内部冷却。结合Fluent软件，对该通道内的流动阻力和换热特性进行了计算，并在此基础上分析了交叉扭转角度和长短轴长度比对通道内部流动和换热特性的影响。结果表明：交叉扭转椭圆截面通道使内部冷却显著强化，而流阻增加较少，计算工况下同功耗下的强化换热指标可达1.5；通道的最佳扭转角度范围宽广，实际应用中交叉扭转角度可以在45°-90°之间灵活选取；通道截面的最佳长短轴长度比为1.3-1.5。

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周期性冲击射流噪声特性数值研究

刘鑫；谢军龙；郭晓亮；赵琛

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2532-2537.

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基于大涡模拟与声类比的方法对射流速度做周期性变化的平板冲击射流的噪声特性进行了数值研究。采用正弦、三角、锯齿和矩形4种典型的周期性波形，周期变化频率的范围是5-40Hz，以不同监测点位置下的等效连续声压级为噪声大小的评价指标，研究了波形变化和周期频率变化对周期性冲击射流噪声特性的影响。结果表明：周期性冲击射流噪声大于稳态冲击射流噪声。矩形射流的冲击噪声最大，噪声分布波动剧烈，噪声频谱呈现高频特性，其他三种波形噪声分布较为均匀，噪声频谱呈现宽频特性。周期性冲击射流噪声随着周期变化频率的增加而增大。周期变化频率的改变对矩形波形频谱特性影响较小，对于其他三种波形的频谱特性影响较大。

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爪式真空泵正弦线型三爪转子设计及数值模拟

王君；赵峰；杨舒然；魏蜀红；冯浩志

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2538-2544.

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爪式真空泵的转子型线决定其工作性能，现有的直线--圆弧型三爪转子存在组成曲线多、转子设计过程复杂的缺点。本文采用正弦线代替现有的直线--圆弧的组合曲线光滑地连接爪顶圆弧和爪底圆弧，进而提出了一种新型正弦线型三爪转子，并推导了其组成曲线的方程。对新型三爪转子真空泵的工作过程进行三维数值模拟，分析了内部流场的变化规律，并与现有三爪转子真空泵进行对比。研究结果表明：所提出的三爪转子具有型线简单、面积利用率高、压比大及气体阻力矩小的优点。

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高尖速比下非对称翼型叶片结冰风洞试验

姜禹；孙策；郭文峰；许智；李岩

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2545-2550.

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对于安装在湿冷环境下的风力机，极易遇到风力机表面结冰问题。风力机表面结冰严重影响了风力机的正常运行。为了研究垂直轴风力机在较高尖速比下的叶片表面结冰分布，本文采用了一种基于自然低温的结冰风洞试验方法。在低温环境下对采用S809非对称翼型的垂直轴风力机叶片进行试验，测试了在三种尖速比下的叶片表面结冰，并分析了结冰面积的变化。结果发现，当风力机尖速比超过1以后，叶片表面不再完全被结冰覆盖。主要结冰区域为叶片前缘，同时有横向生长的冰溜产生。

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轴流风扇叶型多工况点气动优化设计

刘蕾；胡磊；郭雪岩；戴韧

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2551-2558.

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某型轴流风扇采用经典的NACA65叶型，在设计工况下气动性能良好，但它的许可攻角范围较小，非设计工况性能下降明显。本文将叶型几何参数化方法、叶型气动性能的薄剪切层流动预测方法与梯度寻优算法相结合，建立了能综合权衡多工况点叶型气动性能的自动优化方法。应用结果表明，单攻角优化效果不明显；多攻角优化后在设计点气动性能变化不大，但在非设计工况有明显提升，攻角范围增加了12.8%；多雷诺数优化与多马赫数优化同样能得到较好的优化叶型。

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不同空化条件下凝水泵内压力脉动特征

逸平；康灿；周明明；张丽丽

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2559-2566.

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对一台凝水泵进行压力脉动实验研究。该凝水泵的叶轮由5长5短叶片组成，叶轮上下游分别设置导流栅和径向导叶。结果表明，该泵的临界汽蚀余量小于1m。低转速条件下，泵的总体压力脉动较高转速条件下低，但同流量下，泵的空化性能较高转速时差。随着泵进口压力的降低，叶频和1/2叶频对应的压力脉动幅值呈现下降趋势，并于空化临界点附近剧增。而小流量工况下，随着空化的发展，叶频被抑制，同时1/2叶频对应的压力脉动幅值呈现不规则变化。

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草金鱼C型起动流场的PIV测量

张锐志；朱雷；罗先武

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2567-2573.

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鱼类的C型快速起动常常用于逃脱危险的过程中，是鱼类最重要的机动能力之一。本文利用二维粒子图像测速(Particle Image Velocity, PIV)技术对草金鱼C型起动过程中的鱼体周围流场进行了测量和分析。结果表明，在第三阶段为减速静止的情况下，第二阶段的加速过程很短，而第一阶段的加速更为明显，第一阶段与第二阶段的时长比为1:5.25；草金鱼的C型起动过程主要依赖附加质量效应产生推力。C型起动的尾迹流场具有逆卡门涡街的特征，较大的身体弯曲度使得鱼在舒展摆尾的过程中连续产生了方向相同的两个涡，而且涡在脱离鱼体后由于受到鱼后续行为和高速射流区的影响，其强度经历了先增大再降低的过程。

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切变来流下风力机叶片应力耦合性分析

赵元星；汪建文；白叶飞；张立茹

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2574-2581.

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针对水平轴风力机叶片工作过程中产生裂纹、断裂等疲劳损伤问题，结合风资源数据和风力机的结构参数，将不同风切变函数的自然风来流条件编译成UDF函数对Fluent软件进行二次开发，分析两种翼型(NACA4415翼型和S翼型)风力机叶片的应力分布规律。结果显示：切变来流风速不同时，在气动力、离心力和重力耦合作用下，两种叶片从垂直向上方位按照顺时针旋转至30°位置时应力值最大，且叶片最大弦长截面靠近无因次弦长位置x/C=0.4应力值最大，NACA4415翼型叶片气动中心线(x/C=0.25)处应力沿翼展方向先增大(r/R=0.49最大)后减小，而S翼型叶片沿气动中心线逐渐减小；在相同切变来流风速下，S型叶片的截面尺寸相对较大，气动力、离心力和重力均大于NACA4415型叶片，其应力值也较大；关键位置气动中心线处的应力值较叶片前缘、后缘以及叶背最高处位置的应力都大。仿真结果对于风力机翼型的选择及优化具有重要的参考价值。

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加压循环流化床CPFD数值模拟及电容层析成像测量

朱晓丽；董鹏飞；朱治平；王海刚

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2582-2588.

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数值计算与实验测量相结合，对一套加压循环流化床返料系统内气固流场特性展开研究。基于CPFD方法，以Barracuda软件为计算平台，建立三维全循环数值模型，揭示系统内气固流场特性及颗粒循环流率相关信息。采用电容层析成像技术，对旋风分离器料腿内流场分布状况进行在线实时监测，通过双层电极同步测量结合相关性分析，得到颗粒流速与循环流率。研究表明：数值计算与实验测量所得不同操作压力下颗粒循环流率较为吻合，说明了CPFD三维全循环数值模型的可靠性，ECT结合相关性分析能够不破坏流场条件下实现加压循环流化床颗粒循环流率的测量。

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半周加热内螺纹管内超临界传热的数值模拟

顾君苹；吴玉新；唐国力；吕俊复；刘青

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2589-2594.

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半周受热内螺纹管内流体温度、壁面温度和换热系数存在周向不均匀性，本文建立了流固耦合的传热模型，通过数值模拟在不同q/G(热流密度与质量流速之比)下对比分析了半周和全周加热内螺纹管内超临界水的传热过程。研究发现半周加热内螺纹管强化了超临界流体传热，降低了内壁温度。管内流体的贴壁周向运动加强了冷热侧流体间的热量交换，同时近壁面流体与管中心流体间的传热强度也有所提高。管子几何参数对半周受热内螺纹管换热的影响比全周加热时更显著。

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斯特林发动机积碳机理及与振荡流动相互影响机制

范皓霆；肖刚；赖华盛；彭浩；倪明江

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2595-2602.

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建立局部三维丝网模型研究斯特林回热器在振荡流下的换热特性，分析不同热端温度、入口流速及工作频率下回热器中振荡流周期内的瞬态换热规律。结果表明工质在振荡流的加速与减速期间内的加热及冷却过程的换热特性存在较大差异；冷却过程的最大Re数比加热过程高133%-474%；相同Re数下，加速与减速期间内的Nu数最大差别为14.6%；冷却过程的Nu数比加热过程高1%-22%；整体而言，一个周期内振荡流的换热量比对应工况下的单向流高20{\%}左右。通过实验对比数值模拟结果，提出加热及冷却过程的Nu--Re关联式：Nu= 3.56 +0.36Re^{0.66}和Nu = 17.67 +0.37Re^{0.64}，误差在7%以内。

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纳米流体中固--液作用影响界面热阻及导热率的分子动力学研究

周璐；马红和

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2603-2608.

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纳米流体中固--液界面处由于声子散射形成界面热阻，给纳米流体内热量传递带来阻力。为研究界面热阻对纳米流体导热率的影响，以Cu-Ar纳米流体为基础模型，采用非平衡分子动力学方法研究了纳米粒子--流体相互作用强度与界面热阻的定量关系。研究表明，随着纳米粒子--流体相互作用强度增大，界面热阻显著降低，其机制在于流体分子的吸附作用增强了纳米粒子表面原子的振动强度，从而促进了纳米粒子与流体之间的热传递。增大纳米粒子--流体相互作用强度可显著提高纳米流体导热率，且界面热阻对纳米流体导热率的影响程度随纳米粒子尺寸减小而增大。

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有石英窗口的圆柱形腔体热损失特性实验研究

肖兰；蔡晓东；吴双应

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2609-2614.

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腔体热损失特性是太阳能热发电领域的研究热点之一。石英窗口能使腔体内部与周围空气分离，改变腔体气流模式和温度分布，减小对流和辐射热损失，因此本文对有石英窗口的圆柱形腔体热损失特性进行实验研究。结果表明：石英窗口显著提高了腔体壁面温度。改变倾角和加热方式对侧壁面温度分布影响较大，底面温度基本保持稳定。腔体开口向上时，Nur、Nuc无明显变化；开口向下时，Nur随倾角变化很小，而Nuc变化较大。改变加热方式会引起Nur和Nuc的明显变化，尤其在单独底面加热且倾角接近90°时，Nuc迅速增加。

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基于修正格子Boltzmann方法的大雷诺数Herschel-Bulkley流动分析

吴伟伟；黄筱调；方成刚；袁鸿

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2615-2621.

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传统LBM方法在用来分析大雷诺数非牛顿流体时，体现出较低的稳定性和精度，当逐步增大雷诺数到一定数值时，此种现象更为突出。文中针对这个问题，提出一种修正LBM可以有效提高大雷诺数的Herschel-Bulkley流体流动分析时的稳定性和精度，将Herschel-Bulkley流体的非牛顿性看作一项特殊的外力项，并将上述提出的方法应用于顶盖驱动流的数值模拟分析中，讨论了在剪切变稀和剪切增稠两种情况下，逐步增大雷诺数时流线图以及主涡中心位置的变化，结果证明提出的方法可以有效应用于大雷诺数Herschel-Bulkley流体流动的分析中。为了验证此方法的可行性，利用泊肃叶流的理论解与上述方法的数值解进行对比，并分析了初始屈服应力，幂律指数以及格子大小对LBM数值模拟结果的影响。

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狭窄加热表面上核态沸腾中汽泡合并特性的实验研究

程坤；潘丰；王超杰；母立众；贺缨；冯立岩

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2622-2631.

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狭窄表面的沸腾可以减少沸腾汽泡在观测方向上的干扰，有利于更清晰地研究汽泡生长和合并特性。为探究沸腾过程中汽泡的合并，本文基于常规机械加工的狭窄加热表面，通过高速摄像机完整记录了加热表面上汽泡的生长，合并和脱离过程，并分析了汽化核心间距，汽泡脱离直径对汽泡合并的影响。通过对近壁面处沸腾动态图像的观察，观测到了汽泡合并的不同特性。当沸腾过程中热流密度较低时，近壁面处只发生汽泡水平和倾斜合并，并常常同时存在。而竖直方向上的汽泡合并仅发生在热流密度相对较高时，且常伴随着水平和倾斜方向的合并。相邻汽泡间的合并现象常通过汽泡中心距与合并汽泡脱离直径间的关系来衡量。本实验结果表明，相邻汽化核心上的汽泡发生合并时，汽泡中心距与汽泡脱离直径满足S/D<1.5。同时，相较于粗糙表面，光滑表面的S/D变化范围较小，且平均值有减小趋势。这一结果有助于进一步研究表面结构对汽泡合并的影响。

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微观结构尺度对液滴润湿状态的影响

朱毅；吴晓敏；褚福强

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2632-2636.

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在分析表面微观特征对液滴润湿状态的影响时，尺度效应是无法绕过的前提条件和分析基础。本文以矩形微结构表面液滴为研究对象，通过数值模拟，得到了给定微结构表面液滴在不同液滴半径与矩形微结构宽度比例下的润湿状态。此外，本文还模拟得到了液滴完全浸润矩形微结构的临界接触角及其相对于微结构尺寸的变化规律。结果表明，液滴半径与微结构宽度比越小，液滴下气液界面开始浸润微结构时的临界接触角越大，无重力条件下表面液滴下气液界面的稳定性越差。若重力不可忽略，则液滴半径与微结构宽度比越大，重力的影响越大，表面液滴下气液界面的稳定性越差。

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Ni-Al2O3选择性涂层的Sol-gel法制备及其性能研究

张鹏飞；范德松

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2637-2641.

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探索通过溶胶--凝胶法制备太阳光谱选择性吸收涂层的主要思路及方法。本文以硝酸镍、异丙醇铝作为主要原料，通过溶胶--凝胶法制备出了Ni-Al2O3前驱体溶液，并通过提拉镀膜，在600°C氮气气氛下热处理得到Ni-Al2O3太阳光谱选择性吸收涂层，并对涂层的组成、微观形貌和光学性能进行研究，该涂层具有较好的形貌结构以及优异的光学linebreak性能。

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扭转对碳纳米管束热物性的影响

张宇峰；於红梅；王建立

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2642-2646.

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采用非平衡分子动力学方法(NEMD)研究了扭转对碳纳米管(CNT)管束热导率的影响。CNT管束由7根(10,10)CNT组成。通过对CNT管束施加不同程度扭转，结果表明CNT管束热导率随着扭转程度增大迅速下降。采用T形法测量了扭转前后CNT管束热导率随温度的变化，实验结果与模拟预测趋势吻合。声子谱和拉曼光谱的结果表明扭转对原结构的破坏，结构有序性降低造成声子软化，最终导致了热导率的下降。

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微纳结构提高晶硅太阳电池的辐射散热

江晨光；朱群志；张涛；段芮

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2647-2650.

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太阳能电池受阳光照射发电同时产生热量引起温度升高，但温度的升高对其效率和可靠性都有不利影响。本文引入一种辐射散热的方法，通过辐射将热量散发到外层空间来降低太阳电池的工作温度。本文提出一种微纳结构应用于晶硅太阳电池的设计，在8-13µm大气窗口范围内提高太阳电池的发射率，进而提高太阳电池的辐射散热能力，使太阳电池的温度降低。该结构由如下几个部分组成：Si3N4层，SiO2层，Si层。理论分析表明，与顶部采用Si3N4薄膜层太阳电池以及无薄膜层的晶硅电池相比，采用Si3N4和SiO2层交替薄膜结构的发射率有大幅提高；针对Si3N4和SiO2层交替薄膜结构，分析了结构中各层厚度对晶硅电池发射率的影响。

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典型自动步枪枪管系统三维瞬态温度场计算分析

顾祖成；徐诚；曹帅；刘瑛奇；司访

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2651-2657.

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为了研究连续射击过程中周期性高频火药气体热冲击引起的枪管传热问题，本文建立了一套枪管系统传热三维仿真模型，给出了射击过程边界条件和参数的确定方法。以某典型小口径自动步枪为研究对象，计算了带有Cr镀层的某小口径自动步枪枪管系统在连续热冲击下的瞬态温度，分析了其温度场分布规律，计算结果得到了试验结果的验证。计算结果表明:枪管同一圆截面上，随着节点距离枪管轴线距离增大，其温度波动越来越小；枪管周边零件对枪管传热有着重要影响，尤其对与周边零件接触的枪管部分，考虑与否温度计算结果相差76%左右。射击时枪管向瞄准基座传热有迟滞现象，温度明显升高主要发生在空冷时期，同一时刻瞄准基座节点温度随与枪管轴线距离增加而减小；远离枪管轴线的瞄准基座上节点初始温度升高较慢而随着时间和射弹量增长温度升高明显加快。

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相变介质填充床斜温层蓄热罐蓄放热联合循环运行特性实验

何兆禹；杜小泽；徐超

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2658-2663.

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蓄热装置的应用有利于热电联产机组获得更大的调峰裕度，在传统热水单罐中增加相变储热介质可以大幅提升蓄热罐的储能密度。以石蜡作为相变材料，制备成相变球并以填充床的形式布置在蓄热罐内。通过实验研究其循环蓄放热过程中的运行特性，以蓄放热截止温度、蓄放热流量为变量，分析不同运行工况对各循环的所需时间、罐内温度场、容量利用率等参数的影响。实验结果表明：循环蓄放热过程具有稳定的``收敛''特性，蓄放热截止温度对``收敛''速度等参数具有重要影响，而蓄放热流量的增大有利于缩短``收敛''所用时间，但较大的流量会导致蓄放热容量利用率的下降。

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高温热源特性对木粉阴燃传播特性影响

查伟；林柏泉；刘统

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2664-2671.

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为了探究高温热源特性对阴燃传播的影响，本文基于高温氮化硅点火装置建立了阴燃传播速度实验测试平台，并以红棕木粉为实验材料，结合木粉的热重分析开展了不同引燃温度和时间作用下木粉阴燃传播特性实验研究，结果表明：在实验条件下，木粉堆在6种不同适宜热源引燃温度下所能达到的最高温度几乎一致约490°C，且三个热电偶位置距离阴燃初始点越近其升温到最高温度越慢；在640°C到675°C之间存在一个最佳热源热通量使木粉堆析出挥发分与内部氧气含量为适宜比例，且在这个比例下木粉阴燃初期的传播速度最快，约4.4X10^{- 2}cm/s；相同高温热源温度下，木分堆持续引燃时间越长，热源提供的总热量越大，阴燃初期的传播速度越快。所得结果可为木材加工企业防控阴燃火灾提供实验依据。

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微重力和常重力环境中柱状固体材料表面火焰传播实验研究

吴传嘉；朱凤；王双峰

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2672-2677.

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在微重力和常重力环境中，对不同氧气浓度下柱状聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面火焰传播现象进行了实验研究。微重力实验观测了低速强迫对流中的火焰传播，地面实验研究了浮力对流影响下火焰向下传播的规律，分析了氧气浓度与流动对火焰传播的影响。微重力和常重力下的火焰在形态和传播速度上具有显著区别。结合微重力和常重力的实验结果，将火焰传播速度随气流速度的变化关系分为三个区：辐射控制区，传热控制区和化学反应控制区。

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基于大涡模拟的小型转子发动机缸内湍流研究

张岩；左正兴；刘金祥；周~~杨

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2678-2686.

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本文应用大涡模拟的方法对小型转子发动机的缸内流场进行了三维数值分析，分别从拟序结构、湍流脉动和湍动能三个方面研究小型转子发动机缸内的瞬态湍流特征。计算结果表明，大涡模拟结合Q准则可以有效的识别小型转子发动机缸内流场的大尺度拟序结构。进气过程中高强度的涡团主要分布于燃烧室的前部和后部，压缩过程中高强度的涡团分布从燃烧室中部向后部转移。湍流在垂直于转子截面上的法向脉动最为剧烈，其中中部区域的剧烈程度远高于两侧。湍流在平行于前后端面的截面上的法向脉动最弱，没有明显的波动。从进气口打开到压缩上止点期间，缸内亚网格湍动能和平均气流速度出现两次明显的峰值，这分别与进气能量和大尺度涡团的破碎有直接的关系。

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低温等离子循环再生MnxOy/Al2O3脱汞吸附剂实验研究

陈聪；段钰锋；许静等

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2687-2693.

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采用浸渍法制备Mnxy/Al2O3脱汞吸附剂，并对制备的吸附剂进行热再生失活和低温等离子体再生的实验研究。利用XPS、SEM及BET等表征手段，对吸附剂的表面孔隙结构以及元素价态进行分析，研究MnxOy/Al2O3的脱汞机理。结合Mars-Maessen反应机理，高价态Mn含量是影响脱汞效率的关键因素之一；吸附剂经过热再生后吸附剂表面高价态Mn相对含量减少，并且经过热再生后吸附剂表面出现烧结现象，吸附剂表面结构受到破坏；在低温等离子技术作用下能够产生强氧化性气氛，吸附剂表面上低价态Mn元素恢复到高价态使已失活吸附剂重新恢复活性，但对吸附剂表面微观结构有破坏作用；同时探究了再生时间、再生功率和再生次等因素对于MnxOy/Al2O3脱汞吸附剂再生后脱汞性能的影响。

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基于WSGGM模型修正的对冲火焰燃烧分区特性研究

王林；柳朝晖；李鹏飞；高林；高海东

工程热物理学报. 2019, 40(11): 2694-2703.

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本文利用灰气体加权平均模型(Weighted Sum of Gray Gases Model, WSGGM)对对流扩散火焰模型(OPPDIF)中的能量方程进行修正，并对高温扩散均相燃烧结构模型(Hot Diluted Diffusion Ignition, HDDI)在常规空气和富氧环境进行对冲火焰燃烧数值模拟。结果表明，相对于标准模型，采用修正模型所得到的温度分布在常规空气和富氧气氛下均较低且温度分布特性变化较大。本文进一步明确无焰燃烧的临界条件，对高温扩散均相燃烧模型分析表明，在Tf 较高且Xf较低时，甲烷燃料的化学热解区域消失，燃料在燃烧周期内只表现出热释放特性。通过建立的燃烧区域和燃烧路径分析得知，无焰富氧燃烧相比于空气无焰燃烧更容易达到但更难维持，而相对于常规有焰燃烧，无论是在常规空气气氛下还是在富氧气氛下，其化学反应速率均下降一个量级。而由于富氧环境下的CO2富集，抑制了H和OH基团的生成，使得C1反应链更加具有活性。

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