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质子交换膜燃料电池冷启动的数值模拟 预览
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作者 尧磊 彭杰 +1 位作者 张剑波 张扬军 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期4029-4035,共7页
冷启动是质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化所面临的挑战之一,在PEMFC冷启动实验中,通过中子成像技术已经观测到电池内部存在过冷水,因此本文模型重点考虑过冷水对电池冷启动性能的影响。通过引入结冰概率函数对过冷水结冰过程的随机性... 冷启动是质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化所面临的挑战之一,在PEMFC冷启动实验中,通过中子成像技术已经观测到电池内部存在过冷水,因此本文模型重点考虑过冷水对电池冷启动性能的影响。通过引入结冰概率函数对过冷水结冰过程的随机性进行描述,从而建立了PEMFC冷启动的三维、瞬态和多相流动数学模型。基于该模型,研究电池阴极催化层中离子聚合物的体积分数和质子交换膜的厚度对电池冷启动性能的影响。研究结果表明,增加阴极催化层中离子聚合物的体积分数,可有效促进阴极催化层中的反应生成水向质子交换膜中进行扩散,从而充分利用膜内的储水空间;减少质子交换膜的厚度,能促进质子交换膜中的离聚物水向阳极催化层扩散,在大电流密度工况下可有效缓解阳极的“膜干”现象。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 冷启动 传递过程 过冷水 数值模拟
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管网热量输运动态特性分析的向量法研究
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作者 郝玲 徐飞 +3 位作者 葛维春 魏名山 罗桓桓 陈群 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2131-2136,共6页
管网热量输运动态特性的研究是实现电、热协调调度的基础,对解决可再生能源消纳难题具有十分重要的意义。然而传统的有限容积数值解法迭代过程复杂,难以在系统层面上对管网内的热量输运过程进行整体分析。本文针对管内流体热量输运的动... 管网热量输运动态特性的研究是实现电、热协调调度的基础,对解决可再生能源消纳难题具有十分重要的意义。然而传统的有限容积数值解法迭代过程复杂,难以在系统层面上对管网内的热量输运过程进行整体分析。本文针对管内流体热量输运的动态过程,根据流体微元的对流换热微分方程,提出向量化的求解方法。该方法采用矩阵表达式,在不包含各个中间节点温度的前提下,得到任意时刻下,待研究节点温度关于边界温度、初始温度的代数式。以管长为1 km的管道为例,采用向量化解法,求得管网出口温度随进口水温、漏热系数变化的曲线,且与有限容积法相比计算误差在1%内。数值计算结果表明本文提出的向量化解法能够适用于管网内热量输运过程的整体性能分析和优化。 展开更多
关键词 管网热量输运动态特性 可再生能源消纳 向量化方法
2019年ASME PVP会议简介 预览
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作者 倪振磊 施建峰 +6 位作者 邓贵德 刘应华 程光旭 陈学东 范志超 贾国栋 郑津洋 《压力容器》 北大核心 2019年第10期71-78,共8页
美国机械工程师协会(ASME)压力容器与管道(PVP)会议是压力容器与管道领域的国际顶级会议。主要介绍了在美国圣安东尼奥举行的2019年ASME PVP会议的主题和分议题;对比了2015~2019年美国、中国和日本等主要国家在PVP会议上论文收录和研究... 美国机械工程师协会(ASME)压力容器与管道(PVP)会议是压力容器与管道领域的国际顶级会议。主要介绍了在美国圣安东尼奥举行的2019年ASME PVP会议的主题和分议题;对比了2015~2019年美国、中国和日本等主要国家在PVP会议上论文收录和研究领域的情况;分析了压力容器和管道领域的发展趋势和热点问题;介绍了这次会议中国的获奖情况;综述了近年来中国学生论文竞赛情况。 展开更多
关键词 压力容器 压力管道 学生论文竞赛
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NEN型立式换热器重力作用下管板应力分析 预览
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作者 薛明德 李世玉 +1 位作者 王震宇 吴坚 《压力容器》 北大核心 2019年第9期13-21,共9页
NEN型立式固定管板换热器广泛地应用于化工、石化等多种过程工业部门。随着装置的大型化,换热器管板所承受的重力成为设计中必须考虑的因素。给出了重力作用下此种立式固定式换热器管板应力的计算方法,算例分析说明,重力引起的应力与管... NEN型立式固定管板换热器广泛地应用于化工、石化等多种过程工业部门。随着装置的大型化,换热器管板所承受的重力成为设计中必须考虑的因素。给出了重力作用下此种立式固定式换热器管板应力的计算方法,算例分析说明,重力引起的应力与管板中总应力的比例随直径加大而提高。本文所给出的方法可作为我国压力容器分析设计规范中管板设计方法的一个补充。 展开更多
关键词 应力分析 重力载荷 管板 换热器
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压力容器中锥壳-圆柱壳连接结构的分析设计方法(一) 预览 被引量:1
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作者 王震宇 吴坚 +1 位作者 薛明德 李世玉 《压力容器》 北大核心 2019年第1期24-34,共11页
我国压力容器标准GB150—2011和行业标准JB4732—1995基于薄壳理论的简单边界效应解给出了锥壳大端或小端与圆柱壳相连接结构的设计方法,其适用范围限于锥壳较长的结构;对锥壳变径段较短、两端边缘效应互相耦合的结构,仅在JB4732—1995... 我国压力容器标准GB150—2011和行业标准JB4732—1995基于薄壳理论的简单边界效应解给出了锥壳大端或小端与圆柱壳相连接结构的设计方法,其适用范围限于锥壳较长的结构;对锥壳变径段较短、两端边缘效应互相耦合的结构,仅在JB4732—1995的附录A中给出了应力分析方法,未给出具体设计方法。基于弹性薄壳理论,给出了承受内压的圆柱壳-锥壳-圆柱壳的精确解,其结果与有限元解在所有几何参数范围内均吻合很好。根据改进的设计准则提出了各种参数下(包括短锥壳变径段)基于锥壳精确解的设计方法;对圆柱壳-锥壳-圆柱壳连接处的形式提出建议与设计方法,使锥壳半顶角扩大至60°时,二者之间仍可不带折边过渡段。 展开更多
关键词 锥壳 圆柱壳 分析设计方法 弹性薄壳理论 极限载荷
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某核电站高能管道甩击特性及参数影响分析 预览
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作者 赵文胜 罗翔宇 +2 位作者 王鹏飞 蒋劲 尚一博 《华南理工大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期80-86,共7页
以某典型核电站主蒸汽管道-防甩件系统为研究对象,采用有限元法分析管道发生假想破口后的甩击特性。首先建立管道-U型箍防甩件的三维有限元模型,测试材料力学性能参数,根据高能管道假想破口力学模型分析了流体喷射力,基于试验结果验证... 以某典型核电站主蒸汽管道-防甩件系统为研究对象,采用有限元法分析管道发生假想破口后的甩击特性。首先建立管道-U型箍防甩件的三维有限元模型,测试材料力学性能参数,根据高能管道假想破口力学模型分析了流体喷射力,基于试验结果验证模型的准确性,然后分析管道的甩击力、位移、甩击速度和系统能量变化规律,最后研究悬臂长度、摩擦系数和初始间隙对管道甩击特性的影响.研究结果表明:管道撞击U型箍后保持稳定的小幅振动,甩击速度急剧增大后迅速下降至零值,甩击力呈150 Hz的周期性波动,喷射力做功转化为管道和U型箍的应变能;管道竖向位移随悬臂长度的增大而增大,甩击力随摩擦系数的增大而增大,甩击力还随初始间隙的增大而增大. 展开更多
关键词 高能管道 管道甩击 U型箍防甩件 假想破口 喷射力
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旋流燃烧氮氧化物生成的研究进展
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作者 周力行 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-10,共10页
通过实验研究和所提出的双流体两相湍流模型以及湍流反应的二阶矩模型的数值模拟。对不同旋流数下的轴对称甲烷-空气湍流扩散燃烧和旋流煤粉燃烧的氮氧化物生成进行了研究。实验中为了研究旋流数对燃料型NO的影响,在燃料中加入少量氨模... 通过实验研究和所提出的双流体两相湍流模型以及湍流反应的二阶矩模型的数值模拟。对不同旋流数下的轴对称甲烷-空气湍流扩散燃烧和旋流煤粉燃烧的氮氧化物生成进行了研究。实验中为了研究旋流数对燃料型NO的影响,在燃料中加入少量氨模拟燃料氮。实验和数值模拟结果表明,随着旋流数的增大,热力型NO的排放先上升后下降,而总NO和燃料型NO的排放则先下降后上升,有一个使NO排放最低的旋流数;旋流数的增大先使湍流强度下降然后又使其稍有上升;而使进口附近的温度先上升然后稍有下降;热力型NO的生成受温度的影响更大,而燃料型NO的生成受湍流混合的影响更大。研究结果对旋流燃烧室或燃烧器的设计中如何通过控制湍流来降低NO排放有应用意义。 展开更多
关键词 氮氧化物生成 湍流旋流燃烧 旋流煤粉燃烧
气相温度脉动对生物质颗粒内温度变化的作用
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作者 张健 庞杰 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期167-171,共5页
作为研究湍流与生物质颗粒反应之间相互作用的基础,对置于有温度脉动热气流中的生物质颗粒内瞬时温度随时间的变化进行了计算。结果表明,气相温度脉动导致颗粒表面与中心瞬时温度均出现了脉动,而颗粒表面比中心瞬时温度的脉动幅度要大;... 作为研究湍流与生物质颗粒反应之间相互作用的基础,对置于有温度脉动热气流中的生物质颗粒内瞬时温度随时间的变化进行了计算。结果表明,气相温度脉动导致颗粒表面与中心瞬时温度均出现了脉动,而颗粒表面比中心瞬时温度的脉动幅度要大;随气相温度脉动强度和生物质颗粒Re的增大,颗粒表面与中心瞬时温度的脉动幅度均增大。 展开更多
关键词 生物质颗粒 气相温度脉动 颗粒内瞬时温度
压力容器中锥壳-圆柱壳连接结构的分析设计方法(二) 预览
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作者 薛明德 王震宇 +1 位作者 吴坚 李世玉 《压力容器》 北大核心 2019年第3期19-26,34共9页
对锥壳的设计方法中的设计准则进行了研究,提出采用保证结构有足够安全裕度的设计准则ps/p≥1.5,并基于此制定了设计方法。弹塑性分析结果证明,所提出的设计方法和设计准则是安全合理的。
关键词 锥壳 圆柱壳 分析设计准则 塑性极限分析
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气固两相燃烧双流体大涡模拟的数学模型 预览
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作者 周力行 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期95-98,共4页
目前大多数两相燃烧的大涡模拟(large-eddy simulation,LES)是欧拉-拉氏模拟,这比欧拉-欧拉或双流体模拟耗时大得多.本文提出气固两相燃烧双流体大涡模拟的数学物理模型,包括双流体框架内大涡模拟过滤的控制方程,两相亚网格(sub-gridsca... 目前大多数两相燃烧的大涡模拟(large-eddy simulation,LES)是欧拉-拉氏模拟,这比欧拉-欧拉或双流体模拟耗时大得多.本文提出气固两相燃烧双流体大涡模拟的数学物理模型,包括双流体框架内大涡模拟过滤的控制方程,两相亚网格(sub-gridscale,SGS)应力模型和亚网格气体燃烧模型.对亚网格应力本文建议用作者提出的两相亚网格动能方程模型,考虑两相之间的相互作用.对气体(挥发分和CO)燃烧建议用作者提出的二阶矩(second-ordermoment,SOM)亚网格湍流-反应相互作用模型.对颗粒的热解挥发和焦炭燃烧模型也在双流体模型的框架内加以应用.这些子模型已经分别通过和实验对照加以评估. 展开更多
关键词 双流体模型 大涡模拟 气固两相燃烧
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基于柔性智能器件的心动能量收集技术研究进展
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作者 张阳阳 吕朝锋 冯雪 《中国科学:信息科学》 CSCD 北大核心 2019年第4期385-404,共20页
植入式生物电子器件主要依靠需要频繁充电或者手术更换的电池进行供电,给病人带来健康风险和经济负担的双重压力.近年来利用柔性电子器件进行生物微能量收集得到广泛关注,特别是基于心动俘获的能量可为能耗10μW量级的生物电子器件持久... 植入式生物电子器件主要依靠需要频繁充电或者手术更换的电池进行供电,给病人带来健康风险和经济负担的双重压力.近年来利用柔性电子器件进行生物微能量收集得到广泛关注,特别是基于心动俘获的能量可为能耗10μW量级的生物电子器件持久供能.本综述简要回顾了传统刚性器件的心脏跳动能量收集方法,着重介绍近年来使用柔性压电器件进行心动能量收集的实验进展、理论建模分析与优化设计,最后展望该方向的未来发展趋势. 展开更多
关键词 心动能量收集 柔性压电器件 植入式电子器件
燃烧油滴的曳力和尾涡造成的湍流变动的数值研究 预览
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作者 周力行 李科 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期283-288,共6页
燃烧油滴/颗粒的曳力和尾涡造成的湍流变动反映了燃烧油滴/颗粒和气体湍流的相互作用.关于燃烧对颗粒曳力的影响,文献中曾报导,燃烧的煤粒增大了曳力,但是燃烧的焦炭粒减小了曳力.至于燃烧油滴的曳力,文献中报导了增大或减小曳力的相反... 燃烧油滴/颗粒的曳力和尾涡造成的湍流变动反映了燃烧油滴/颗粒和气体湍流的相互作用.关于燃烧对颗粒曳力的影响,文献中曾报导,燃烧的煤粒增大了曳力,但是燃烧的焦炭粒减小了曳力.至于燃烧油滴的曳力,文献中报导了增大或减小曳力的相反结果.在液雾燃烧数值模拟中往往采用无燃烧的固体颗粒的曳力规律.关于颗粒尾涡导致的湍流变动,众所周知,大颗粒的尾涡效应会增强湍流.但是燃烧油滴的尾涡造成的湍流变动至今不清楚.本文给出了气体绕过燃烧的单油滴和油滴群的数值模拟研究.结果指出,单个燃烧油滴的曳力比等温流动中固体颗粒的曳力小得多,而且燃烧油滴群的曳力比单个燃烧油滴的更小.与固体颗粒尾涡增强湍流效应相反,本文发现燃烧的单个油滴的尾涡效应是降低湍流.同时,随着气体相对速度的增大,燃烧油滴群的尾涡效应一开始是降低湍流,但是后来却是增强湍流的. 展开更多
关键词 曳力 油滴燃烧 湍流 尾涡效应
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功熵与功(火用)
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作者 薛提微 赵甜 过增元 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1309-1318,共10页
类似于克劳修斯采用由3个等温过程和3个绝热过程组成的可逆热转功循环,建立热向功转换与热量从高温向低温转换的等价定律,并导出克劳修斯等式和熵的方法.本文采用由3个等压过程和3个等容过程组成的可逆功转热循环,建立了功向热转换与功... 类似于克劳修斯采用由3个等温过程和3个绝热过程组成的可逆热转功循环,建立热向功转换与热量从高温向低温转换的等价定律,并导出克劳修斯等式和熵的方法.本文采用由3个等压过程和3个等容过程组成的可逆功转热循环,建立了功向热转换与功量从高压向低压转换的等价定律,导出了逆循环等式和功熵,并推广至任意可逆的逆循环.系统的体积就是功熵,它是逆循环的核心物理量.类似于(火用)的定义和表达式,定义了新的物理量——功(火用),并借助于逆p-V循环导得了它的表达式.而后阐明了功熵和功(火用)的物理意义,并与热熵和热(火用)的物理意义进行对比.最后介绍了它们在可逆过程性能分析中的应用. 展开更多
关键词 功熵 功(火用) 逆p-V循环 可逆逆循环 转换等价定理
肿瘤生物力学新进展
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作者 冯西桥 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期115-120,共6页
癌症的发生、发育、诊断和治疗均涉及力学、物理学、化学、生物学等因素之间复杂的相互作用与耦合关联。肿瘤生物力学不仅具有非常重要的科学价值,而且可以为癌症的临床诊断和治疗提供理论基础。从细胞和组织两个侧面简要介绍肿瘤生物... 癌症的发生、发育、诊断和治疗均涉及力学、物理学、化学、生物学等因素之间复杂的相互作用与耦合关联。肿瘤生物力学不仅具有非常重要的科学价值,而且可以为癌症的临床诊断和治疗提供理论基础。从细胞和组织两个侧面简要介绍肿瘤生物力学的一些进展,重点关注国内学者近年来取得的成果,包括癌细胞-胞外基质之间的相互作用、血管生成、肿瘤生长等的实验和理论研究。 展开更多
关键词 肿瘤 细胞 力生物学 应力 生长 理论模型 数值方法
热功转换循环规律的另一半:逆循环的定理、定律和核心物理量 被引量:1
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作者 过增元 赵甜 薛提微 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期600-610,共11页
在回顾卡诺定理、热力学第二定律(正循环等价定律)以及核心物理量熵时,发现它们主要讨论的都是热量通过可逆循环转换为功量的规律.即使对于热泵或制冷逆循环,仍然应用正循环的概念和分析方法讨论它们的性能.然后以逆卡诺循环为例,分析... 在回顾卡诺定理、热力学第二定律(正循环等价定律)以及核心物理量熵时,发现它们主要讨论的都是热量通过可逆循环转换为功量的规律.即使对于热泵或制冷逆循环,仍然应用正循环的概念和分析方法讨论它们的性能.然后以逆卡诺循环为例,分析和证明了两温限下逆卡诺循环的性能系数不是最大而是最小.随之提出了一个新的逆循环,它是由两个等压和两个等容过程组成,可称之为逆压容(p-V)循环.在净功量给定和两温限条件下,逆压容(p-V)循环的性能系数远大于逆卡诺循环的性能系数.此结果表明,逆循环中功量是有品位的,压力就是功量的品位.最后建立了逆循环的等价定律和逆循环等式,并引入了功熵的概念.基于逆循环的原理、定理、定律、核心物理量和循环性能等,可望形成热功转换循环规律的另一半. 展开更多
关键词 逆循环 性能系数 逆卡诺循环
基于能量流法的换热系统变负荷最优运行研究
16
作者 邵卫 刘一涛 +4 位作者 袁野 高源 郝俊红 张孟起 陈群 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1845-1851,共7页
相比传统固定节点参数的控制方法,根据热负荷的动态变化实现换热系统最优运行的控制策略,可有效降低系统能耗。本文基于并联换热系统实验平台,应用能量流法和流阻分析分别构建换热系统传热和流动的整体约束,将系统最优运行的参数获取转... 相比传统固定节点参数的控制方法,根据热负荷的动态变化实现换热系统最优运行的控制策略,可有效降低系统能耗。本文基于并联换热系统实验平台,应用能量流法和流阻分析分别构建换热系统传热和流动的整体约束,将系统最优运行的参数获取转化为一定热负荷下系统总泵功最小的拉格朗日条件极值问题,通过构建和求解拉格朗日函数,实现变负荷下换热系统的最优运行,从而为换热系统的实时最优控制提供理论基础。 展开更多
关键词 换热系统 控制策略 变负荷最优运行 能量流法 系统降耗
基于[火积]守恒方程的可逆热力循环[火积]分析及其应用
17
作者 过增元 赵甜 薛提微 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1200-1210,共11页
将[火积]分析应用于热力循环性能的分析和优化中.首先在可逆热力过程和热力循环的分析中提出了热[火积]流和功热[火积]流的概念,并建立了相应的[火积]守恒方程.其次通过对可逆热机热泵联合循环中[火积]守恒的分析表明,与通常的热泵循环... 将[火积]分析应用于热力循环性能的分析和优化中.首先在可逆热力过程和热力循环的分析中提出了热[火积]流和功热[火积]流的概念,并建立了相应的[火积]守恒方程.其次通过对可逆热机热泵联合循环中[火积]守恒的分析表明,与通常的热泵循环不同,热机-热泵联合循环的功能类似于电学中的变压器(电压变换器),因此可把此类联合循环称之为变温器或温度变换器.此外,取决于联合循环热源的温度,在某些条件下联合循环必须向环境输出功热[火积]流,从而降低联合循环的性能;而在另外一些条件下则可以从环境吸收功热[火积]流,从而提高联合循环的性能.最后,基于热质理论指出了热[火积]实际上是热质能的简化表达式,因而热[火积]流和功热[火积]流则分别是热质能流和功热质能流的简化表达式,它们实际上都是相对性能量.因此,类似于电压变换器中电能与磁能满足能量守恒定律,热机热泵联合循环中不仅热量和功量满足能量守恒定律,热[火积]流和功热[火积]流还满足相对性能量守恒定律,从而[火积]分析方法可用于分析可逆热力循环的性能,而熵分析及?分析方法则无法分析可逆热力循环的性能.最后,本文以两种典型的热机-热泵联合循环为例分析了联合循环的性能评价方法. 展开更多
关键词 热力循环 [火积]分析 热机-热泵联合循环 热质理论
可逆热力学中的对称性
18
作者 赵甜 薛提微 过增元 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第28期3030-3040,共11页
对称性思想在物理学研究中具有重要地位.然而,现有热力学文献中的内容大都是非对称的概念和特性.如热力学第二定律表明即使在可逆的热力正循环中,输入系统的热量也不能全部转换为功量,由此认为功量的品位高于热量.对于正循环,采用效率... 对称性思想在物理学研究中具有重要地位.然而,现有热力学文献中的内容大都是非对称的概念和特性.如热力学第二定律表明即使在可逆的热力正循环中,输入系统的热量也不能全部转换为功量,由此认为功量的品位高于热量.对于正循环,采用效率作为性能判据;对于逆循环,则采用性能系数(coefficient ofperformance,COP)作为性能判据.根据对称性思想,可望存在与热力学第二定律及与之相关的原理、定律、性能判据和参数等相对称的另一组原理、定律、性能判据和参数.它们包括逆循环的基本原理、逆循环的转换等价定律、功熵与功拥、逆循环的功效率和正循环的性能系数等.它们有助于深入理解某些热力学量在热功转换过程中的物理意义,以及提出性能更好的新形式热力逆循环. 展开更多
关键词 可逆热力学 对称性 热力循环 品位
微纳尺度体点导热的拓扑优化 预览
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作者 李含灵 曹炳阳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第20期12-22,共11页
体点导热问题是电子器件散热优化方面的基础问题之一,已有研究大多建立在傅里叶导热定律的基础上,但随着电子器件的特征尺度降低到微纳米量级,导热优化需要考虑非傅里叶效应.本文结合声子玻尔兹曼方程的数值解和对声子平均自由程进行插... 体点导热问题是电子器件散热优化方面的基础问题之一,已有研究大多建立在傅里叶导热定律的基础上,但随着电子器件的特征尺度降低到微纳米量级,导热优化需要考虑非傅里叶效应.本文结合声子玻尔兹曼方程的数值解和对声子平均自由程进行插值的固体各向同性材料惩罚方法,发展了微纳米尺度下弹道-扩散导热的拓扑优化方法.在弹道-扩散导热机制下,体点导热的拓扑优化得到的材料分布明显不同于扩散导热下的树状分布,且会随努森数的变化而变化,与拓扑优化的插值方式和声子弹道输运有关.随着弹道效应的增强,尺寸效应使得材料分布中微小结构的等效热导率低于粗壮结构,因而拓扑优化结果朝着增多粗壮结构、减少微小结构的方向发展.弹道效应足够强时,填充材料聚集在低温边界附近,主干和枝合并,呈团状分布. 展开更多
关键词 体点导热 拓扑优化 微纳尺度 声子玻尔兹曼输运方程
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基于方向导数法的换热系统性能优化
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作者 薛提微 陈群 过增元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期363-374,共12页
为了揭示换热系统性能优化的物理概念和规律,提出应用方向导数法来优化换热系统性能的新方法。首先,介绍了方向导数法的概念和数学形式,并阐明了方向导数法与拉格朗日乘子法之间的关系。其次,基于■耗散热阻思想和热阻网络原理,应用方... 为了揭示换热系统性能优化的物理概念和规律,提出应用方向导数法来优化换热系统性能的新方法。首先,介绍了方向导数法的概念和数学形式,并阐明了方向导数法与拉格朗日乘子法之间的关系。其次,基于■耗散热阻思想和热阻网络原理,应用方向导数法分别对独立以及串联、并联换热器网络进行了分析。针对两独立换热器网络求其最大换热量问题,性能优化准则为两换热器换热量对热导(或热容量流)的导数相等。这相当于换热器换热量对热导(或热容量流)导数的离散场的协同。最后,应用方向导数法对含串并联单元的换热器网络进行了优化计算,得到了各设计参数最优值。对优化结果分析发现,应用系统分级等效思想可以指导并简化换热系统的优化设计,系统性能的优化取决于资源(热导或热容量流)的优化分配,即遵循大值与大值相匹配的原则。 展开更多
关键词 换热系统 性能优化 方向导数法 ■耗散热阻
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