亓宗磊
,
万秋菊
,
张喜东
,
黄护林
工程热物理学报
本文通过商业软件FLUENT的动网格功能实现了自由活塞斯特林发动机内热交换器的周期性工作过程,并比较了在不同的结构形式下加热器和冷却器的换热能力和流阻的变化.结果表明,在应用多孔介质时加热器的PEC值最大,换热能力最强,其相应的流阻损失也最大;在应用热管时冷却器的PEC值最大,换热能力最强.
关键词:
加热器
,
冷却器
,
流阻损失
,
换热能力
周小明
,
黄护林
工程热物理学报
三维数值研究了零重力时水平温度梯度作用下,B2O3封闭液与InP熔液组成的双层流体系统在水平磁场作用下的热毛细对流.结果显示,当磁场强度较小时,上层流体中对流涡的结构变化其微,而下层流体中的逆对流涡得到了抑制;随着磁场的增强,温度场分布逐渐趋于均匀,涡量强度逐渐减小,表明热毛细对流强度逐步地得到削弱.当磁场增强列Bx=0.4 T时,上层流体中的对流涡较均匀地充满上层流体区,而下层流体中对流涡紧贴着交界面.
关键词:
磁场
,
热毛细对流
,
双层流体系统
,
对流涡
,
水平温度梯度
方莹
,
黄护林
工程热物理学报
本文对在不同雷诺数下,绕圆柱体的磁流体自由表面流动及传热进行了模拟,分析了磁场对绕流圆柱尾迹和涡分离的影响,获得了两种雷诺数下的电磁力密度、流场和温度场分布.结果表明,磁场不仅影响了流动的形态,而且对湍流有抑制作用,降低了自由表面的更新机制,从而减少了传热能力;在相同的Hartmann数下,相比低雷诺数下的流动换热情况,高雷诺数下的湍流不能被完全抑制,自由表面与尾迹的相互作用也较强,因而自由表面换热也较强.
关键词:
磁流体
,
自由表面
,
传热
,
绕圆柱流
黄富来
,
黄护林
工程热物理学报
对偶极子磁场作用下的三维钝头体高超声速黏性绕流的化学非平衡流动进行了数值模拟.计算结果表明,在偶极子磁场强度为1.353 T时,与无磁场作用时相比,激波的脱体距离增加,增幅约为50%;壁面压力系数下降,局部下降最大达37%;壁面摩擦系数减小,局部最大可减小20%.同时,计算结果与磁场作用下的冻结流进行了比较,结果显示化学非平衡流中激波脱体距离比冻结流中小50%,滞止点温度低一半.
关键词:
偶极子磁场
,
高超声速
,
脱体距离
,
化学非平衡
,
电导率
谢燕飞
,
黄护林
材料导报
采用溶胶提拉法、粉末刮涂法以及将两种方法结合的混合涂覆法制备了TiO2薄膜,对不同工艺制备的TiO2薄膜进行了金相观察,并将薄膜组装成电池进行伏安曲线测试.Ⅰ-Ⅴ曲线表明,与溶胶提拉法和粉末刮涂法制备的TiO2薄膜相比,混合涂覆法综合了两者薄膜的结构优点,用此法制备出的TiO2薄膜组装成的染料敏化太阳能电池具有较大的光电流、光电压和最大输出功率.
关键词:
太阳能电池
,
染料敏化
,
二氧化钛
,
溶胶提拉
,
粉末刮涂
黄护林
,
张雪
工程热物理学报
在水平温度梯度下,双层流体交界面的表面张力会出现梯度,驱动热毛细对流运动,造成热剪切层内的扰动.本文数值模拟了不同重力条件下,双层流体内的对流现象,得出了在微重力时,对流运动将引起热剪切层内强烈的扰动.为了减弱这种扰动,我们利用磁场对流体的运动进行控制.为此,又对微重力条件下,不同方向应用磁场下的热剪切层内扰动行为进行了数值研究,结果显示,磁场对热剪切层稳定性有促进作用,加入法向的应用磁场最为有效.
关键词:
微重力
,
洛伦兹力
,
热剪切层
,
稳定性
张银
,
黄护林
,
张喜东
,
唐硕捷
工程热物理学报
浮区法是一种无坩埚容器接触、生长高质量单晶的重要晶体生长技术.微重力环境下,热毛细对流成为熔体中的主要对流,因此,研究浮区法晶体生长中热毛细对流的不稳定性具有重要意义.本文利用VOF自由表面追踪模型来捕捉自由界面的运动,数值研究了微重力下动态自由界面液桥内热毛细对流特性及温差(ΔT)对自由界面变形的影响.结果显示,在较强的温差作用下,整个熔区出现三维不稳性的热毛细对流振荡,并且随着温差的增加,振荡强度增强,振荡波数也随之增加;自由界面呈现出冷、热壁面膨胀而中间收缩的“瓶颈”状分布.自由界面变形率随温差先增长较快,后增长较慢.
关键词:
动态自由界面
,
热毛细对流
,
浮区法
,
微重力
,
VOF
邹勇
,
张银
,
唐硕捷
,
马建军
,
黄护林
人工晶体学报
考虑晶体生长界面的变形,利用有限体积方法对侧面加热的空间全浮区法硅单晶生长中熔区内的热质传输、流场及晶体生长界面位置和形态特征进行了数值研究.应用不同中等强度的轴向磁场和勾型磁场对硅熔体内的热毛细对流进行抑制.分析了静态磁场不同强度下熔区中的对流模式,研究表明,轴向和勾型磁场均能有效抑制熔体内的对流,并将热毛细对流挤压到自由表面附近.轴向磁场可有效抑制熔体的径向流动,但难以有效抑制轴向对流;勾型磁场则可以达到更好的控制熔体对流的效果.对不同强度下的固液面形态及位置分析发现:轴向磁场下固液面基本和无磁场时的重合,但磁场强度较小时固液面在自由表面边缘处向单晶侧有个凸起;勾型磁场作用下的固液面比较平滑,其中心区域较无磁场时整体向z轴正向偏移.研究结果可对浮区法晶体生长中获得高质量晶体提供帮助.
关键词:
热毛细对流
,
浮区法
,
微重力
,
磁场
,
数值模拟
周小明
,
黄护林
工程热物理学报
假设双层流体的交界面不发生变形,热毛细力作用于此交界面,三维数值研究了大尺度环形液池中双层流体系统在内外壁面温差加热下的热毛细对流不稳定性,其中外壁面维持高温,内壁面维持低温。计算结果显示,上下层流体的流动特性受Marangoni效应和浮力效应的影响;热毛细对流的振荡产生于内壁面附近,并沿着温度梯度的方向传播;随着温差的增大,热毛细对流的振荡逐渐增强,温度振荡波数增大。
关键词:
热毛细对流
,
双层流体
,
大尺度
,
环形液池
,
数值模拟
邹勇
,
朱桂平
,
马建军
,
黄护林
人工晶体学报
采用全浮区模型数值研究了旋转磁场作用下熔区内热毛细对流流动特性,分析了磁场强度对流场及浓度场的影响.研究发现,无磁场时,熔体内杂质浓度场和流场呈现三涡胞对称振荡特征;温度场主要由扩散作用决定,呈对称分布.旋转磁场作用下,Ma数基本保持不变.当磁场强度B0≤1 mT时,熔体内杂质浓度场和流场与无磁场时结构类似,但旋转磁场的搅拌作用使得熔体内周期性振荡提前出现,且当旋转磁场产生的洛伦兹力相对较大时,表面张力产生的三维振荡对流得到很好地抑制.B0=5 mT时,周向波动被完全抑制,熔区内流场和浓度场呈二维轴对称分布.旋转磁场对熔体流动产生的轴向抑制作用和周向搅拌作用,都有助于熔体流动的稳定性、浓度分布以及温度分布的均匀性,从而有利于高质量晶体的生长.
关键词:
空间浮区
,
热毛细对流
,
表面张力
,
数值模拟
,
旋转磁场
