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发动机缸盖凹面结构对过冷沸腾影响的可视化实验研究被引量：1: 2015年; 建立了一套可视化的快拆传热试验装置,对发动机缸盖高温鼻梁区几种凹面结构的过冷沸腾现象进行了传热试验和激光多普勒测速(LDV)流场测试。LDV流场测试的结果显示,过冷沸腾对壁面附近的主流方向(U向)的速度有一定的阻碍作用,对垂直加热壁面方向(V向)的速度有较大的强化作用,在低流速、高热通量下,沸腾可使壁面处的V向速度提高一个数量级。随着凹面半径的减小,U向速度有小幅度提高,V向速度脉动强度减弱,在一定程度上抑制了沸腾的发生;过冷沸腾传热总量提高,对流传热系数增大,提高了强制对流传热量。Chen模型和BDL模型对平面结构的预测结果较好,总体平均误差能控制在20%以内,BDL模型在某些工况下甚至可以将误差控制在10%左右。但两模型未考虑凹面结构的影响,故沸腾曲线总体呈低估趋势,平均误差在30%以上,尤其对低壁面过热度下的预测精度更差,某些工况的预测误差甚至接近200%。表明目前过冷沸腾传热模型应予修正。; 谷芳吴华杰崔国起; 关键词：气缸盖过冷沸腾传热试验

内蕴时间塑性理论在聚氨酯泡沫材料中的应用: 2013年; 聚氨酯泡沫材料是一种典型的缓冲吸能材料,内蕴时间理论可有效地描述泡沫材料的这种力学特性。本文针对聚氨酯泡沫材料定义了应变率相关的内蕴时间,通过引入Gibbs自由能,推导了聚氨酯泡沫材料的等温小变形本构关系,初步将内时理论引入到聚氨酯泡沫材料本构关系中。本文也为聚氨酯泡沫材料的本构关系研究提供了新的思路。; 褚洪杰崔国起吴华杰谷芳; 关键词：聚氨酯泡沫本构关系

过冷流动沸腾气泡生成状态的可视化实验研究被引量：4: 2016年; 采用CCD高速摄像技术和数字图像处理技术,针对各种操作条件和加热面结构下的过冷沸腾气泡生成状态进行了可视化的实验研究。讨论了流场、主体温度、热流密度、加热面结构、加热面材质等对过冷沸腾传热的影响。结果显示,随主体流量增大,气化核心密度和气泡Satuer直径呈减小趋势,但当流量增加到一定程度,两者均变得与主体温度无关;随热流密度增加和过冷度减小,气泡S砒uer直径随之增加;加热面材质对气泡粒径无太大影响。根据试验数据和分析结论提出了沸腾气泡Satuer直径经验公式。; 谷芳吴华杰崔国起; 关键词：过冷沸腾气泡 CCD

冲压座椅强度与疲劳有限元仿真被引量：2: 2012年; 结合力学基本概念,对某冲压座椅的失效原因进行了仿真分析。首先应用圣维南原理等力学概念对冲压座椅几何模型进行简化,然后结合计算力学理论采用商业软件对座椅进行底板强度和靠背疲劳仿真分析。仿真结果表明,冲压座椅装配孔的改进改善了局部区域的应力分布。; 褚洪杰崔国起吴华杰谷芳; 关键词：有限元仿真

基于VOF两相流的缸盖过冷沸腾模型及试验验证被引量：9: 2014年; 以流体体积(VOF)两相流方法为基础建立了适用于高强化柴油机缸盖的过冷沸腾传热模型.该模型考虑了过冷流动沸腾中的蒸发和冷凝现象.采用T型管和铸铝缸盖两个传热试验对上述模型进行验证.结果显示:T型管传热试验在高壁面过热度下,模型计算误差能控制在5%以内;铸铝缸盖火力面测温试验结果与模型预测结果之间的平均误差为5.6%.上述结果充分表明,提出的基于VOF两相流方法的过冷沸腾传热模型有较强的适用性,能够预测较宽范围内过冷流动沸腾现象.; 谷芳吴华杰崔国起; 关键词：过冷沸腾两相流

基于流固耦合模型的柴油机冷却系统优化设计被引量：11: 2012年; 采用CFD方法,建立了由机体和缸盖中的水套组成的柴油机冷却系统的流固耦合传热仿真模型,进行了流体与固体之间的共轭传热仿真。结果表明,机体水套内的流动分布较好,基本满足换热要求;但缸盖水套内的流动分布较差,鼻梁区流速不足0.5m/s,造成缸盖火力面温度偏高。通过增加鼻梁区侧向水道、改进进水口结构等措施,使鼻梁区流速提高到1m/s以上,改善了缸盖的换热状况。; 谷芳崔国起吴华杰; 关键词：柴油机流固耦合仿真

基于概念的逆向工程A级曲面创建方法的研究被引量：6: 2013年; 通过对Bezier曲线和B样条曲线的数学描述,讨论了A级曲面的概念和构造A级曲面的实质要求,从曲面的可控性阐述了A级曲面的实现方式。以三维软件环境下创建A级曲面为例,探讨逆向工程中实现A级曲面的技术方法。; 吴华杰孙立星谷芳褚洪杰崔国起; 关键词：BEZIER曲线 B样条曲线 A级曲面逆向工程

高强化柴油机缸盖水腔过冷沸腾数值模型研究被引量：2: 2014年; 建立了以VOF(volume of fluid)两相流模型为基础的过冷沸腾传热模型,总传热量分为强制对流传热和泡核沸腾传热两部分。采用UDF方法(user-define function)将过冷流动沸腾中的蒸发和冷凝过程嵌入到FLUENT仿真软件中。T型管传热试验结果表明:在高壁面过热度下,模型的计算误差在5%以内。某实际缸盖的应用结果表明:模型仿真结果与试验值之间有较好的一致性,对缸盖火力面八个关键点温度的预测平均误差仅为1.23%。与单相流模型对比结果表明:若只考虑强制对流传热,则会高估缸盖火力面和水腔内壁最高温度(本算例分别高估26K和33K),这直接影响对高强化柴油机缸盖热负荷安全性的评估。; 谷芳吴华杰崔国起; 关键词：内燃机过冷沸腾两相流 VOF方法

基于计算流体力学热流固耦合仿真的换热器折流板结构优化被引量：13: 2012年; 采用多物理场耦合方法,建立了管壳式换热器的计算流体力学(CFD)热流固耦合仿真分析模型,对20种不同折流板结构参数的管壳式换热器进行了流动与传热的数值模拟。CFD仿真计算结果显示,换热器的折流板间距和折流板缺口高度对流动和传热的影响相互关联,不能进行单目标优化设计。以JF因子作为换热器综合性能的评价准则,对管壳式换热器的折流板间距和折流板缺口高度进行了结构优化设计,提出在换热器内径(d)200 mm、换热管长1 140 mm、并流条件下,该换热器的最佳折流板间距为80 mm(折流板数目为10),最佳折流板缺口高度为0.3d(即60 mm)。; 张仂谷芳; 关键词：换热器折流板计算流体力学

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国家自然科学基金(51106106)