一、流出分支管道引起的三维磁流体动力学效应研究（论文文献综述）
吴德权[1]（2020）在《微纳多孔铝基超滑涂层制备及其防护性能研究》文中进行了进一步梳理超滑涂层/表面（Lubricant Infused Surface,LIS）是一种新型的防护技术,它模仿猪笼草捕食囊内壁,通过在微纳多孔结构中灌注低表面能润滑液,形成光滑疏液膜层,具有优异的耐腐蚀、防覆冰、防环境介质附着等性能。然而,在实际应用环境中,由于LIS中润滑液的流动性、涂层设计或制备缺陷,以及恶劣环境的长期作用等因素,润滑油层容易流失,导致基底受到腐蚀介质侵蚀,微生物附着,冰霜形核等威胁。为了增强LIS的防护作用、延长其寿命,本研究以微纳多孔铝为基底,研究了系列灌注材料,包括液相、固相、固液混合相、固/液转化相等不同体系,并研究配套的灌注工艺,得到一系列新型多功能LIS。探索了 LIS“自修复”、“再填充”、“自分泌”等机制,并研究其在耐腐蚀、防冰、抗菌等方面性能。本文主要研究内容如下:1、通过真空灌注法,实现了液体矿物润滑油对深孔（50 μm）阳极氧化铝（Anodized Aluminum Oxide,AAO）纳米孔道的填充。深孔灌注超滑涂层（LIDN）相比于浅孔LIS具有更持久的耐腐蚀性能、机械稳定性能。冷冻扫描电子显微镜观测结果阐释了 LIDN自修复机制,动电位极化曲线（Potentiodynamic Polarization curve,PDP）评价了自修复效果。摩擦实验表明,LIDN具有低摩擦系数（0.12）,且在30 min反复摩擦过程中,电位稳定,表面依然完好。结果表明,厚AAO多孔层及储存在纳米孔道内充足的润滑油,共同赋予了 LIDN良好的机械稳定性。电化学交流阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectrum,EIS）测试结果表明,LIDN相对于浅孔LIS,低频区阻抗模值（|Z|0.01Hz）在85天浸泡过程中稳定保持在4×108 Ω·Cm2,耐腐蚀性良好。通过Cryo-SEM观察及EIS定量分析LIDN在1 M NaCl溶液中长达210天的浸泡过程,其失效过程可以分为表层油膜匀速流失阶段与孔内润滑油缓慢流失阶段。2、在液态硅油基础上,通过添加修饰的Fe3O4纳米颗粒,制备得到磁流体,灌注于AAO中,得到的磁流体灌注超滑涂层（Ferrofluid Infused Surface,FIS）。该涂层通过独特的动态防护性能及再填充功能,以增强耐蚀防护性能及稳定性。在磁场作用下,FIS表层油膜可以动态组合,控制液滴粘附与滑动。EIS研究发现,磁场下FIS在1 M NaCI溶液中浸泡80天过程中Bode图低频（0.01 Hz）及高频区（103-104 Hz）阻抗模值-频率曲线几乎重合,表明磁场可以有效增强纳米孔道锁油能力。热力学及动力学分析表明,FIS孔内润滑油流失后,可以通过磁场引导磁流体重新填充。PDP研究证实,填充修复后的FIS腐蚀电流密度迅速降低,防护性能恢复至初始状态（1.02X 10-9 A·Cm2）。基于有限元模拟分析及微生物附着实验表明,失效后的FIS在交变磁场作用下,孔内剩余润滑油可以在纳米孔道内重新聚集形成动态表面,有效减少金黄色葡萄球菌附着。3、进一步,通过将聚二甲基硅氧烷、Fe3O4纳米颗粒加入润滑油,制备磁响应油凝胶填充超滑表面（Magnetic Lubricating-gel Filled Surface,MLFS）。孔内凝胶呈微纳多层级孔隙结构,孔隙分布规律为底部孔大,上部孔逐渐小而多。该结构使储油空间最大化,又减少了磁响应振动过程中油的流失。EIS研究表明,凝胶体系的超滑涂层在1 M NaCl溶液中浸泡120天后低频阻抗模值保持109 Ω·cm2,具有良好耐腐蚀性能。在交变磁场作用下,MLFS孔内油凝胶振动,挤压油囊分泌润滑油,及时补充涂层表面流失的润滑油膜,促使粘附液滴滑移,进一步增强防护性能。自分泌的润滑油,使得失效涂层抗霜抗冰性能得到提高,冰附着力由37.8 kPa下降至4.1 kPa。MLFS物理振动冲击及润滑油分泌二者协同作用,可使己经形核附着的冰块去除。4、超滑涂层液态油膜依然存在失效风险,通过将低熔点可可油与Fe3O4纳米颗粒混合,灌入多孔AAO基底,制得可固/液转换的超滑涂层（Nanoparticles&Lubricate Inftused Surface,NP-LIS）,兼顾了固体润滑油的稳定性与液体润滑油的流动性。EIS研究表明,固态NP-LIS在1 M NaCl溶液中浸泡120天仍然具有优异的屏蔽性。红外线照射后,固态表面温度从-10℃上升至约45℃,融化而成的液态油层具有良好的疏水性（接触角122°,滑动角4.8°）及自修复性能。反复磨损-加热修复测试及水流冲刷测试中,液滴在修复后的NP-LIS表面接触角和滑动角保持稳定。固态NP-LIS同时具有优异的防覆冰功能,红外照射涂层表面融化后,冰附着力降低至0.32 kPa。光热效应及润滑效应两者协同作用,进一步提高了 NP-LIS除霜除冰性能。综合以上研究结果表明,通过改善超滑涂层微纳结构,将单一的液态润滑油体系逐渐转变为固液混合、固液转换体系可以进一步增强涂层稳定性。通过添加环境响应材料可以精准可控修复超滑涂层失效,并增强超滑涂层的防护功能。
肖云皓[2]（2020）在《环保型油雾润滑及残雾回收系统研究与开发》文中提出现今的油雾润滑系统存在雾化效率低的缺陷,同时配备该润滑系统的设备轴承箱存在油雾泄漏和无法对残雾进行合理回收的问题。本文对影响油雾润滑系统雾化效率的核心部件进行了优化设计,并采用计算流体力学方法对包括该雾化器结构在内的两种雾化器进行了流场模拟,根据模拟结果对发生在两种雾化器流场内的雾化过程以及最终的效果进行了对比分析。通过研究残雾回收机理,对油雾润滑的残雾回收装置进行了设计,配合油雾发生主机构成机泵轴承箱的油雾润滑闭环系统。其次为有效解决油雾润滑系统引起的环境问题,本文设计了一套新型螺旋磁流体密封结构以最大化减少油雾从设备轴承箱内向外界环境的泄漏,具体研究内容和结论如下:1.依据目前国内石化行业应用的油雾润滑系统雾化器结构设计了涡流式雾化发生器,同时建立了该结构以及射流式雾化发生器的Fluent流场模型,考虑了两相流、湍流、颗粒破碎和离散相运动等介质状态,对两种结构的雾化发生器流场内流体雾化过程进行了模拟。结果表明,相比于射流式雾化发生器,涡流式雾化发生器因为结构的优势为两相介质的预混合提供了更大的接触面积和作用空间,同时该结构流场内外混合相湍流强度也基本高于射流式雾化发生器流场内对应区域的数值。由Particle-track所显示的粒子信息得出,由于经历了充分的二次雾化过程,涡流式雾化发生器所产生的粒径范围在10μm以内的粒子占总粒子数的70.2%,而对应射流式雾化发生器的占比仅有5%,同时依据油雾在管道输送中颗粒大小与运动速度之间的关系,计算出在相同的初始工况下,涡流式雾化器产生非湿雾颗粒的效率是射流式雾化器的2.82倍,说明涡流式雾化器结构可以为企业减少69.9%的润滑油使用量,大大降低油雾润滑主机的运行成本。2.基于对残雾回收原理的研究,本文对残雾回收装置各组成部件进行了合理选型,对主机的结构布局以及尺寸进行了设计计算,最终依照设计图纸完成了对该残雾回收主机的制造,并将其实际应用至中国石油某炼油厂。该残雾回收装置与油雾润滑装置配合使用可以实现对残雾进行有效分离与回收,并且实现分离后润滑油的循环利用。3.针对机泵轴承箱密封的泄漏问题,本文将螺旋密封结构和磁流体密封结构有机结合,发明了一种新型密封。该密封结构可以在机泵轴承箱的动静状态下为其提供0.15Mpa左右的密封压力,对于仅有50～75mbar的机泵轴承箱内腔微正压环境而言,该密封可以有效防止润滑油雾的泄漏。在利用实验台对该密封的耐压性能进行试验验证之后,选择中国石油某石化炼油厂介质泵轴承箱作为该密封的实际应用对象。最终通过对相关污染物含量的测定证实了该密封能够有效阻断润滑油雾的泄漏。
雷天扬[3]（2020）在《强磁场下液态金属微槽道流动与换热研究》文中研究表明本文以核聚变堆托卡马克装置的面向等离子体第一壁作为研究背景,通过实验方法和数值模拟方法对强磁场作用下液态金属微槽道流动与换热进行研究,主要研究磁场对液态金属微槽道流动与换热的影响。在托卡马克装置中,第一壁需要承受超高强度的热负荷和高密度的中子轰击,人类目前已知的固体材料均无法适用该极端环境,于是设计利用液态金属作为第一壁。液态金属作为第一壁材料,需要实现能量运输以及保护装置固体壁面免遭侵蚀的功能。液态金属第一壁达到预期的功能,首先需要实现液态金属在固体壁面上均匀铺展与稳定流动。第一壁处于一个强磁场环境,由于液态金属在磁场中运动时存在MHD效应,将导致流动状态受到影响,难以实现均匀铺展与稳定流动。为了解决该技术难题,研究人员通常对壁面结构进行研究,期望通过设计不同的壁面结构改善液态金属的铺展效果。本课题设计了微槽道结构表面,并且利用实验和数值模拟两种方法对强磁场下液态金属微槽道流动换热特性进行研究。在液态金属微槽道流动与换热实验研究部分,设计并加工微槽道实验板,并利用实验室配备的电磁铁设备搭建实验平台。实验中使用液态金属镓铟锡合金作为工质,研究磁场对液态金属微槽道流动与换热的影响。实验中使用K型热电偶测量温度,使用高速相机拍摄金属液膜的流动状态,通过氩气驱动液态金属流动。在液态金属的铺展实验中,证实了微槽道表面结构有助于实现液态金属的均匀铺展与稳定流动。微槽道具有导流作用,液态金属流入实验板后在微槽道的导流作用下能够实现均匀铺展与稳定流动。以流动压降作为衡量指标,分析磁场对液态金属流动阻力的影响。研究发现磁场会增大液态金属的流动阻力。利用高速相机从正上方拍摄金属液膜的流动状态,对比分析金属液膜在不同磁场强度下的流动状态可知,磁场对金属液膜的流动状态会产生两种不同的影响。磁场强度较小时,液膜后端区域的波动随着磁场强度增大而增大,波纹形状愈发规则;磁场强度较大时液膜后端区域由大幅度的波动状态转变为平稳流动,中间区域由杂乱无章的小波动状态转变为规则的大幅度波动。两种影响之间存在一个转捩点。在无磁场条件下的强迫对流换热实验中,发现液态金属具备作为冷却剂的基本属性。通过分析实验数据,流速较大时拟合数与0)数,流速较小时拟合数与（20）数之间的关系曲线,数与0)数以及数与（20）数之间均成幂指数关系,并且数随着0)数和（20）数的增大而增大。在磁场影响下的强迫对流换热实验中发现,液态金属的流量随着磁场强度的增大而逐渐减小。平均数与(6数之间呈幂指数关系,并且平均数随(6数增大会而减小。说明磁场对液态金属的流动与换热具有抑制效应。在强磁场下液态金属微槽道方管流动与换热数值模拟部分,将计算模型设计为方管,方管的其中一个侧壁为微槽道恒温加热壁面,其他壁面均为绝热壁面,方管的所有壁面均为导电壁面。研究发现,在磁场的作用下,液态金属的速度呈M型分布。方管中心区域的流动会受到抑制,液态金属受洛伦兹力的作用,被挤压流向侧壁,使得侧壁区域的流速增大并且形成射流。液态金属在近壁面区域的温度梯度与磁场强度呈正相关,温度边界层随着磁场呈负相关。研究中利用平板加热壁面与微槽道加热壁面进行对比,发现液态金属与微槽道加热壁面之间的平均????数比平板加热壁面的工况大32%,表明微槽道加热壁面有助于强化对流换热。随着外加磁场强度的增大,液态金属与微槽道加热壁面之间的对流换热平均努塞尔数????会逐渐增大,说明磁场强化了对流换热。磁场是通过影响液态金属的流速从而影响换热。由于磁场引起侧壁区域形成射流,导致侧壁区域流速加快,所以强化了对流换热。液态金属与微槽道加热壁面之间的对流换局部努塞尔数会受到局部点位置的影响,数与入口距离之间呈负相关,并且会随着磁场强度的增大而逐渐增大。本文通过对强磁场下液态金属在微槽道中的流动与换热进行研究,获得了液态金属在微槽道中的流动与换热特性,这对研究托卡马克装置中的磁流体动力学问题具有重要意义,同时对设计面向等离子体第一壁具有实际的工程参考价值。
李籽剑[4]（2020）在《多管道结构压爆气流冲击熄弧机理研究》文中研究表明随着电力系统的不断扩张,输电线路的受雷概率也逐渐增大,雷击跳闸导致的停电停工严重影响了经济的发展与人民正常生活的稳定。传统防雷方法虽然已经取得了一定成效,但是仍然受到雷击强度、雷击类型、雷击方式等不可控因素的制约,在雷电冲击过电压下还是较容易引起闪络。后续工频电弧的持续燃烧不仅会造成线路跳闸还可能引发电气设备的永久性损坏,带来巨大经济损失。因此,现阶段亟待提出一种能够有效降低线路雷击跳闸率、断线率和事故率的新型防雷措施,以应对日益严重的雷害威胁。本文所研究的多管道灭弧装置具有多个电弧压缩管道,每个管道中部有引弧电极用来控制电弧路径,相邻管道构成灭弧室与气流喷口。装置采用了“冲击疏导,工频阻塞”的防雷理念,在雷电过电压下允许冲击闪络,但是不允许工频稳定建弧。在冲击电弧阶段,装置能够利用冲击能量触发膨胀压爆气流并作用于还未发展完全的工频电弧,有效地将工频电弧扼杀在极早“萌芽期”,避免线路雷击跳闸。本文通过理论建模、数值解析、仿真分析和一系列检测试验对多管道灭弧装置的冲击熄弧机理进行了深入研究。主要开展了如下工作并得出相应结论:（1）对电弧在多管道结构中的发展特性进行了研究。其中包括:对交流电弧基本物理特性进行了分析,找出了有利于电弧熄灭的条件。建立了单元管道电弧发展和传热模型,得出电弧被压缩后急剧温升并将热量传导给管道空气是产生压爆气流的原因。总结出过零熄弧和冲击熄弧是多管道结构的两种灭弧方式,其中冲击熄弧占主导地位。（2）结合电弧磁流体力学理论和欧拉高速气流场模型,建立了多管道结构中电弧耦合压爆气流的简化模型,并对该模型进行了近似求解。解析结果表明:温度的变化滞后于电弧电流的变化。冲击电弧过后电弧电流出现了短暂的回升,但在气流的持续作用下,电弧最终熄灭。管道中部是压爆气流的发展起点,在电弧发展极早期此处就可产生速度840m/s,压力0.9Mpa的高速、高压的气流。冲击分量衰减的同时,气流和压力也从管道中部逐渐向两端发展偏移。电弧熄灭后,两端出现了负向速度通量。（3）利用多物理场仿真软件对多管道结构的灭弧过程和灭弧室几何结构优化进行了研究。其中,灭弧仿真结果显示,温度的瞬时变化是产生压爆气流的关键因素。从速度、温度和电导率分布云图上看,灭弧室内空气被急剧加热后,气流速度峰值可达900m/s。高速压爆气流吹带电弧从灭弧室喷出形成电弧喷射现象,0.2ms左右电弧能量断口基本已形成,尔后电弧电导率急速下降,在0.31ms附近完全熄灭。灭弧室几何结构优化分析显示,灭弧室的宽度和深度可以影响电弧的散热;减小管道偏转角可以增大起弧难度;灭弧室数量的提升有利于降低整体结构的电流密度。多管道结构在灭弧过程完结后会吸入新的空气介质,这种回流特性使其能够有效防护多次回击。（4）通过试验测试了10k V多管道灭弧装置的主要性能。其中,放电电压试验和雷电冲击伏秒特性试验确定了多管道灭弧装置的雷电冲击50%放电电压和工频湿耐受电压,得到了装置的伏秒特性曲线,验证了装置在雷电过电压下能够保护绝缘子不发生闪络。大电流冲击试验验证了多管道灭弧装置能够切分冲击大电弧,压爆气流的触发具有快速性。工频续流遮断试验波形显示装置可以快速切断系统续流且不会重燃。冲击-工频联合灭弧试验表明,装置动作速度极快,在0.01ms时就能产生高速压爆气流。工频电弧被深度抑制,最终工频电流起弧峰值仅有1k A左右,电弧在0.35ms左右熄灭。通过500k V绝缘配合试验获得了组合使用时灭弧装置的最优绝缘配合比。（5）通过对安装多管道灭弧装置前后的建弧率和雷击跳闸率进行计算得出,装置能够将线路雷击跳闸率大幅降低近85%。实际运行情况表明,多管道灭弧装置取得了较好的防雷效果,部分雷害严重的线路雷击跳闸率在安装装置后趋零。
郭红霞[5]（2020）在《渗透矩形管道非对称流动问题的渐近分析和计算》文中研究指明管道流问题在工业工程和生物医疗等方面存在广泛应用,国内外诸多学者对此进行了大量的研究并得出很多有意义的结果,但迄今为止还没有对非对称流动问题提出合理的描述方法以及明确其流动机理。本文将管道流流动问题的研究从特殊的对称流动拓展到更一般的非对称流动,致力于研究渗透管道内非对称层流问题并对其进行渐近分析和计算。首先,考虑二维渗透矩形管道非对称边界条件Navier-Stokes方程经过相似变换后的流动问题,在不同参数范围计算得到近似多解（三个解）,并对这些解按雷诺数等参数和解的性态做了分类。这些解出现在不同的雷诺数区间,尤其是当雷诺数增加时,层流问题出现多解。对于所有的非负雷诺数第一类解始终存在,当雷诺数大于分岔点时第二类解和第三类解同时出现,其中分岔点依赖于非对称渗透参数。进一步,为了验证数值计算所得到的解的个数是否准确,通过分析的方法从理论上证明了多解（三个解）的存在性,数值结果与其一致。然后,在高雷诺数情况下进一步采用奇异摄动方法（例如,边界层校正法和匹配渐近展开法）分别构造了三类解所对应的渐近解,这样可以克服高雷诺数情况下做数值计算的困难。最后,所构造的渐近解也得到了数值解的验证。进一步,生物有机体中流体流动机制往往与胀缩渗透型管道内流体流动机制息息相关。因此,本文考虑磁场作用下的胀缩渗透管道内的流动问题,其流动由壁面胀缩和渗透驱使,并对两种非对称流动（即管道上下壁面具有不同的吸附渗透率和一个壁面为吸附渗透而另一个壁面为喷注渗透）的高雷诺数情况采用奇异摄动方法构造渐近解,对于小雷诺数情况使用正则摄动方法构造渐近解。同时,所构造的渐近解均得到了数值解的验证,反之,数值解也得到渐近解的验证。进而,由于生物体内的流体表现出非牛顿流体特性,其与微极性流体特性相似,因此,本文考虑胀缩渗透矩形管道非对称边界条件下的微极性流体层流问题。首先,为了克服高雷诺数情况下数值计算的困难和使得参数化研究更加方便,对高雷诺数情况采用奇异摄动方法构造渐近解。然后,通过数值计算结果对所构造的渐近解进行验证,同时,数值方法的有效性也得到了渐近解的验证。最后,从数值角度讨论微极性参数、非对称渗透参数、壁面胀缩率以及雷诺数对微极性流体流动及微旋转速度的影响。
陶弢[6]（2021）在《磁化背景气体塑造天体外流的实验室研究》文中研究指明宇宙空间中,广泛存在着磁场与等离子体的相互作用。低强度磁场可以改变能量或物质的输运系数,高强度的磁场则影响等离子体的动力学演化。但受限于观测能力,天体磁化等离子体的定量研究有很大难度。脉冲功率技术的发展,使得目前在实验室内可以产生参数可控的高能量密度磁化等离子体。结合磁流体力学方程组本征的标度变换不变性,可以在实验室内定量的研究天体尺度的磁化等离子体演化。本论文采用辐射磁流体模拟和物理实验手段,结合理论分析,系统研究了激光烧蚀产生的等离子体流与磁化背景气体的相互作用,目的是定量研究一系列处于磁化背景中准直天体外流的形成机制。模拟和实验研究中,利用纳秒激光烧蚀铝或硅固体靶产生初始各向同性外流,外加磁场方向平行于出流对称轴、背景中充氦气来模拟天体磁化背景。数值模拟研究采用三维辐射磁流体程序,全面考虑了激光能量沉积、真实物态方程、辐射输运和非理想耗散项。我们采用平顶长脉冲激光产生稳态外流,模拟中激光光强I=1012-1013 W/cm2、磁场强度B=0-60Tesla、背景气体覆盖从真空状态至ρ=10-6g/cm3的密度范围。实验研究中采用7ns脉宽、527nm波长、620mJ能量的的Nd:YAG激光束,利用脉冲磁场装置产生8T的背景磁场,靶室内充氦气改变背景气体密度;采用光学干涉、光学自发光成像等诊断技术测量磁化背景中等离子体的演化。借助于数值模拟,我们发现:尽管磁化背景气体始终处于磁压远远大于热压的磁准直参数状态,改变背景气体密度或磁场强度,激光烧蚀产生的初始大角度高速等离子体外流在磁化背景气体中的流体行为仍会发生显着变化。固定磁场强度、背景气体密度较低时,烧蚀物横越磁场的运动被抑制,形成长轴沿磁场的抗磁椭球形腔,后续来流被腔壁折射汇聚,通过腔体顶部锥形激波转换为沿磁场长距离传输的准直射流（well-collimated jet）。固定磁场强度、稍微增加背景气体密度时,射流被阻挡、头部形成含密度鼓包的节状射流（knotty jet）。背景气体密度高于一定阈值时,射流完全被抑制,原锥形激波位置被一弓形激波取代,这时候外流表现为椭球形腔结构（less-collimated lobe）。固定背景气体密度,在改变磁场强度时,也会出现类似的变化规律,外流从低磁场强度时的椭球形腔逐渐变化为节状射流最终变化为准直射流。细致分析不同参数下的流体行为,我们发现外流的外阿尔芬马赫数和其在磁化背景中驱动起的激波形态决定了外流的形貌。外阿尔芬马赫数Ma<1的亚阿尔芬膨胀激发背景磁声波模,背景各向异性的洛仑兹力可以有效引导大角度外流变化为准直射流;外阿尔芬马赫数介于1<Ma<2之间的超阿尔芬膨胀在磁化背景中激发出有多层结构的“switch-on”磁化激波,激波面中心作用于射流头部,准直射流退化为节状射流;外阿尔芬马赫数Mα>2的超阿尔芬膨胀,背景中激发单层经典弓形波,其速度和结构与无磁场情况一致,背景洛仑兹力变为各向同性结构,射流被完全抑制,只剩下椭球形腔。以上三类情况的转变边界仅与无量纲的外阿尔芬马赫数有关,可以方便地向天文对象推广。我们将外流各种可能形貌均归结到二维分类图中,自变量轴分别由强磁化极限的外阿尔芬马赫数和弱磁化极限的声学马赫数构成,覆盖强磁化、弱磁化、高速外流、低速外流极限的所有五种外流形貌情况:弱磁场弱驱动、声波扰动时的球形膨胀;弱磁场强驱动、爆炸波（blastwave）扰动时的球形腔（spherical lobe）;强磁场弱驱动、磁声波扰动时的准直射流;强磁场中等驱动、switch-on激波时的节状射流;强磁场强驱动、单层磁化激波时的椭球形腔（less-collimated lobe）。实验结果重现了数值模拟发现的规律性,逐渐增加背景气体密度时,光学干涉和自发光成像都观测到了受磁场约束的外流从准直射流转换为节状射流最终转化为椭球形腔,形貌转换的磁场和背景气体参数界限也与分类图预测一致。我们将实验外流形貌与三类相关天体对象建立了联系:原恒星射流、行星状星云双极腔体、太阳系弓形激波面:它们均拥有中心膨胀风和高密度磁化星际风背景。文中计算保证了实验与各天文出流的无量纲变换成立,即热传导、磁耗散、辐射致冷效应强度均可忽略,同时给出了给出了标度变换时实验室结果到天体的时空尺度放大系数。特别的,我们的实验在标度变换对应的高密度条件下重现了HH212的节状射流,这可能给天体中节状射流的产生机制提供新的理论模型。通过以上所述的模拟和实验研究,我们得到两个重要结论:一、我们的结果有力地支持了原恒星等天体中纵向磁场准直外流的理论模型,即盘风携带的数十毫高斯磁场足以有效准直包裹在内的核心风;二、准直射流、节状射流和椭球形腔等三种磁化天体外流形貌可以由统一的理论模型解释:亚阿尔芬膨胀时表现为准直射流,1<Ma<2的中等超阿尔芬膨胀时产生节状射流,Ma>2的高超阿尔芬膨胀时产生椭球形腔。这些结果可以解释一系列原恒星和行星状星云形貌的形成机制,也有助于理解太阳风与星际背景分界面的弓形激波结构。
田畅[7]（2020）在《基于微流控芯片的声流体混合器及类肝组织模型构建与分析》文中提出作为一门涉及多学科、多交叉领域的新兴科学技术,微流控技术在近些年得到了快速发展。微流控芯片研究平台具有样品消耗量少、操作简便、自动化与集成化程度高、反应时间短、分析灵敏度高等诸多优势。因为微流控管道的结构尺寸与各类细胞器、真核或原核细胞、细胞群的尺寸大小相似,所以越来越多的研究人员使用微流控技术进行生物学领域的研究。利用微流控技术,可以实现在微米尺度上的时间和空间控制,进而在微流控芯片上进行从溶液到粒子、从细胞到组织各水平的基础研究。本研究以微流控技术为基础,结合声流体技术以及气动阀门技术,分别构建了声流体混合芯片和集成式微流控芯片,并将其成功应用于实现芯片内溶液的快速混合以及类肝组织模型构建。相比于其他声流体混合器件以及体外肝组织模型,该声流体混合器具有连续、稳定、可重复使用的优势,所制备的肝组织模型具有更复杂的三维组织形态以及生理特性。本研究为芯片上分子间相互作用研究以及肝组织工程研究提供新思路。本论文具体研究结果如下:1.本研究设计并制备了一种基于微针的声流体原位混合装置。该声流体装置由两个压电换能器和一个微流控芯片组成。压电换能器能够在电信号作用下,产生声波并作用于芯片中的微针结构,使得微针结构周围产生局部涡旋流,用于管道中溶液的混合。试验中探究了微针结构、压电换能器的驱动频率、驱动电压以及管道中溶液的流速对混合效果的影响,并通过量化计算验证了上述不同条件对溶液混合的影响,得到了具有最佳混合效果的混合条件,并实现了毫秒级快速混合。然后,利用荧光素混合试验以及荧光素猝灭试验,证明该声流体混合装置在原位混合以及化学反应应用方面具有连续（100 min连续试验）、稳定（200次重复试验、以及温度稳定）、可重复使用（22天重复使用）等优异性能。下一步,通过改进芯片结构设计并制备了具有在线浓度控制功能的升级型声流体混合器,并对其混合效果进行了验证。最后,对管道中层流模式下酶促反应的产物生成模式进行了模拟以及验证,提出了适用于酶反应速率评估的计算方法,并进行了酶促反应分析,为分析化学以及生物化学进行分子间相互作用研究提供了方便完整的微流体分析平台。2.本研究设计并制备了集成式微流控芯片,用于类肝组织结构单元构建。该集成式微流控芯片由四层组成,从上至下分别是流动层、控制层、支持层和载玻片层。利用控制层中设计的内层图案化阀门与外层图案化阀门之间的相互作用,进行模拟肝小叶结构仿生制备类肝组织结构单元。试验中探究了阀门压力对内层图案化阀门与外层图案化阀门工作效果的影响,得到了用于独立控制两组阀门的最适工作压力,且阀门之间独立运行没有影响。随后探究了芯片管道修饰在类肝组织结构单元构建以及回收过程中的作用,结果表明利用明胶修饰的芯片管道,可以实现不同细胞的图案化分布,以及芯片上类肝组织结构单元的构建以及回收,且所制备的类肝组织结构单元细胞活力良好,从形态学和生理学角度模拟了体内肝脏的组织微结构。最后利用层层堆叠的方法对类肝组织结构单元进行立体组装,得到了具有复杂三维结构的类肝组织块。所制备的类肝组织块具有良好的细胞活力,且与体内肝组织形态相似,说明类肝组织块具有体外重构肝脏形貌与功能的潜力,为再生医学以及个性化医疗领域中,体外肝组织工程研究提供了新思路与新方法。
高歌[8]（2020）在《液态金属包层插件双向流固耦合及强化换热数值研究》文中指出核聚变能是一种原材料来源广,能量巨大且绿色污染小的可再生新能源。包层是完成反应堆中能量转换的关键部件,其中,双冷液态锂铅包层（Dual Coolant Lead Lithium,DCLL）作为最有潜力的包层之一备受学者瞩目。在DCLL中,由于液态金属的磁流体动力学（Magnetohydrodynamic,MHD）效应,通道内往往附加了很高的MHD压降,对包层结构产生大的应力。同时,DCLL通道中磁场的抑制作用会使管内液态金属的流动出现层流化,对液态金属的传热性能有巨大影响,导致管道内局部区域出现过热现象,给包层结构带来不安全因素。因此,对DCLL通道工况及强化换热技术的研究对包层的结构安全和能量转换效率具有重要意义。双向流固耦合既考虑了流场对固体的影响,同时考虑了固体变形对流场的影响。因此,相较于单向流固耦合,双向流固耦合所得结果更加接近于仿真对象的实际情况。本文首先分别对DCLL通道的流场和结构特性进行了单向和双向耦合计算。结果表明,在DCLL通道工作过程中,通道插件（Flow Channel Insert,FCI）所受等效应力主要集中于通道入口,插件面板中心和插件沿流向的棱边,双向耦合应力值比单向高6.6%。流场作用下,通道插件变形主要集中于通道前半段,双向耦合变形率比单向高6%。其次,本文基于Fluent软件对DCLL通道内流场及传热进行数值模拟,研究了改变壁面电导率,增加三角肋条,增加翼型涡流发生器和内置纽带四种强化换热方法对DCLL通道内液态金属的流动与传热特性的影响。结果表明:无通道插件通道,绝缘条的加入使得通道绝缘条壁面附近温度最高降低了15K。并且磁场强度的增加会削弱绝缘条对通道传热的影响,当磁场强度增加至1.5T时,通道在Y=0.13m处的强化传热因子降低为磁场强度为0.5T时通道在Y=0.13m处强化传热因子的0.67倍。增加肋条后,通道传热得到增强,强化传热因子达到了5,而通道压降和摩擦仅为无肋条通道的1.12倍和1.102倍。增加翼型涡流发生器,增强了通道壁面传热,降低了出口温度,有翼型涡流发生器出口温度均方差σT为原通道的0.9407倍,出口平均温度为原通道的0.9962倍。内置纽带后,高温区和低温区都向通道-Y方向发展,出口平均温度以及出口焓流率分别为无纽带通道的0.998倍和0.983倍,出口温度均方差σT值为无纽带通道的0.862倍,壁面综合传热性能增强因子η=1.68。对于有FCI通道,加入导电条后,Y方向上温度的不匀分布得到改善,低流速通道的传热得到增强,但当流速增大后（1m/s）,通道部分区域的传热会被抑制。在通道中加入水平导电条后,当入口速度达到1m/s时,通道传热效率最高能提高至无导电条通道的1.13倍。加入翼型扰流器后,出口平均温度为原通道的0.9996,出口焓流率为原通道的0.9995。内置纽带后,最高温度由1020K降低至930K,出口平均温度和焓值分别是无纽带通道的1.022倍和1.002倍,出口温度均方差σT仅为无纽带通道的0.586倍。
谢黎铭[9]（2020）在《磁流体自然对流传热数值模拟研究》文中研究指明热核聚变反应堆液态金属包层中的导电金属在强磁场环境下流动,导电金属流动过程中切割磁感线产生感应电流,感应电流在磁场中产生洛伦兹力,从而引起磁流体动力学（Magnetohydrodynamic,MHD）效应。包层内部的中子体积核热密度不均匀会在重力场中产生浮力驱动流。这两种效应的结合会改变液态金属包层的流动和传热性能。磁场以及液态金属包层的几何形状,壁面电导率都对液态金属包层的能量转换有影响。因此浮力驱动流引起的磁流体传热也是液态金属包层应用中的一个关键问题。由于磁流体实验研究需要的成本高,所以数值模拟是研究磁流体传热传质特性的重要方法。本文基于OpenFOAM环境下在课题组原有的磁流体求解器基础上,结合四步投影算法、相容守恒算法、以及流固边界耦合算法,耦合温度场,开发出绝缘磁流体传热求解器以及磁流体流固耦合传热求解器。本文首先从零磁场下的普通传热求解开始验证,来确定自然对流传热的相关设置,为后续研究打下基础。进而开发了绝缘磁流体传热求解器并进行验证,数值结果和文献结果对比表明求解器的可适用性。对高宽比为7.5的腔体进行自然对流传热模拟,结果表明外加磁场会抑制对流强度。从速度、电流、传热效率角度分析了不同的磁场方向对自然对流的抑制作用。磁流体流固耦合传热求解器借鉴了电势耦合方法,对温度进行耦合。以一个方腔为验证对象,与先前研究者的结果相吻合。从壁面电导率、磁场大小和方向三个角度分析导电封闭腔内的磁流体自然对流特性,主要研究磁场对速度分布、电流场、洛伦兹力分布和传热效率的影响。本文完成了从绝缘到导电的磁流体求解器开发和验证,并做了初步的磁流体自然对流分析,研究自然对流对磁流体流动和传热的影响,为后续研究液态包层的混合对流传热特性奠定了基础。
韩佳佳[10]（2019）在《聚变堆高温强磁场液态金属流动传热与传质研究》文中研究说明液态金属包层是聚变堆示范包层的主要候选包层之一,液态金属包层中的导电流体在聚变堆强磁场环境下会出现磁流体动力学（MHD）效应。MHD效应不仅增加了包层管道中的压降,也改变了液态金属在包层中的速度与温度分布,影响了氚在包层中的输运。论文在充分调研国内外聚变堆高温强磁场环境下液态金属MHD数值模拟程序现状的基础上,进一步发展了液态金属MHD流动传热问题的数值模拟程序,并用标准算例进行了验证。论文中的MHD数值模拟程序采用电势方法求解液态金属中的感应电流,利用相容守恒格式与投影算法,最终获得包层管道中的液态金属流动速度与压力分布。基于计算机共享内存系统,程序设计过程中采用了 OpenMP并行编程标准,在程序运行过程中实现了并行计算,加速了数值计算过程的收敛。数值模拟程序的计算结果分别采用Hunt’s算例与Shercliff’s算例进行了验证,结果表明压力梯度与速度分布与理论解符合得很好,可以作为聚变堆包层设计过程中的重要分析工具。通过MHD数值模拟程序获得液态金属包层管道中流场分布后,使用有限体积法求解能量方程。求解过程采用QUICK格式离散对流项,并利用块修正技术将边界影响传递到管道内部,加快了数值模拟过程的收敛。从数值计算结果可以看出,管道侧壁的剪切流动显着提高了侧壁附近液态金属的传热能力。聚变堆实际工况下,温度对液态金属的粘性系数产生了很大影响,进而影响到流动和传热状况。论文通过将动量方程和能量方程耦合求解,计算了温度影响下的液态金属管道中的MHD流动与传热分布。结果表明,侧壁附近的液态金属流动速度将会减慢,并削弱了导电流体的传热能力,导致侧壁附近液态金属的温度高于粘性系数不改变时的情况。同时,论文以DCLL包层为例,通过数值求解氚在液态金属包层中的质量传输方程,获得了 Hunt’s算例中的氚浓度分布,并对氚在包层中的输运过程进行了分析,对于开展液态金属包层中的氚浓度分析有着很好的应用价值。为获取高压氦气对液态金属包层结构的传热性能参数,并验证MHD数值模拟程序计算结果的正确性,论文设计建造了高压氦气/液态铅锂MHD换热与传质回路实验系统。高压氦气系统由氦气瓶供气,通过压缩机、储存罐与缓冲罐的共同作用,实现了氦气的循环利用与闭环控制。液态铅锂回路为实验系统的试验段,论文给出了回路的设计方案,介绍了其中的主要设备与测量技术,为下一步开展液态铅锂MHD换热与传质实验建立了基础。
二、流出分支管道引起的三维磁流体动力学效应研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、流出分支管道引起的三维磁流体动力学效应研究（论文提纲范文）
（1）微纳多孔铝基超滑涂层制备及其防护性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 超浸润表面防护机理 |
| 2.2 超滑涂层(LIS)制备及应用研究现状 |
| 2.2.1 LIS设计原理 |
| 2.2.2 LIS的制备方法 |
| 2.2.3 LIS应用研究 |
| 2.3 LIS失效问题研究现状 |
| 2.3.1 设计制备引起的失效问题 |
| 2.3.2 苛刻环境引起的失效问题 |
| 2.4 新型智能LIS及其发展趋势 |
| 2.4.1 温度响应LIS |
| 2.4.2 磁响应LIS |
| 3 深孔灌注超滑涂层(LIDN)制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与实验方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 制备方法 |
| 3.2.3 表征方法 |
| 3.2.4 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 LIDN制备及结构特征 |
| 3.3.2 LIDN表面疏水性 |
| 3.3.3 LIDN自修复机制 |
| 3.3.4 LIDN机械稳定性 |
| 3.3.5 LIDN耐腐蚀性能 |
| 3.3.6 LIDN长期浸泡过程 |
| 3.4 结论 |
| 4 磁流体灌注超滑涂层(FIS)制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与实验方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 制备方法 |
| 4.2.3 表征方法 |
| 4.2.4 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 FIS制备及结构特征 |
| 4.3.2 FIS磁响应动态防粘附行为 |
| 4.3.3 FIS的耐腐蚀性能 |
| 4.3.4 FIS失效后再填充行为 |
| 4.3.5 FIS失效后动态再防护行为 |
| 4.4 结论 |
| 5 磁响应油凝胶填充超滑涂层(MLFS)制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与实验方法 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 制备方法 |
| 5.2.3 表征方法 |
| 5.2.4 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 MLFS制备及结构特征 |
| 5.3.2 MLFS动态响应行为 |
| 5.3.3 MLFS耐腐蚀性能 |
| 5.3.4 MLFS动态防霜防冰性能 |
| 5.4 结论 |
| 6 光响应固态油填充超滑涂层(NP-LIS)的制备及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料与实验方法 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 制备方法 |
| 6.2.3 表征方法 |
| 6.2.4 实验方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 NP-LIS制备及结构特征 |
| 6.3.2 NP-LIS光响应行为 |
| 6.3.3 NP-LIS响应润湿性转变行为 |
| 6.3.4 NP-LIS机械稳定性 |
| 6.3.5 NP-LIS耐腐蚀性能 |
| 6.3.6 NP-LIS除霜除冰性能 |
| 6.4 结论 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）环保型油雾润滑及残雾回收系统研究与开发（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 课题的目的和意义 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 CFD数值模拟原理概述及雾化器流场模型建立 |
| 2.1 CFD数值模拟基本概述 |
| 2.2 雾化过程CFD数值模拟中计算模型概述 |
| 2.2.1 基本控制方程 |
| 2.2.2 多相流模型 |
| 2.2.3 湍流模型 |
| 2.2.4 离散相模型 |
| 2.2.5 雾化颗粒破碎模型 |
| 2.3 气液两相雾化发生器的物理模型: |
| 2.3.1 涡流式雾化发生器的物理模型 |
| 2.3.2 射流式雾化发生器的物理模型 |
| 2.4 雾化发生器流场数值模拟 |
| 2.4.1 雾化器流场数值模拟流程 |
| 2.4.2 涡流式雾化发生器流场模型建立与数值计算设定详述 |
| 2.4.3 射流式雾化发生器流场模型建立与数值计算设定详述 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 两种不同结构雾化发生器Fluent数值模拟结果分析和对比 |
| 3.1 涡流式雾化发生器流场模拟结果分析 |
| 3.2 射流式雾化发生器流场模拟结果分析 |
| 3.3 涡流雾化器和射流雾化器雾化效果对比分析 |
| 3.3.1 两种雾化发生器流场内气液两相混合效果的对比 |
| 3.3.2 两种雾化发生器流场内的二次雾化效果对比分析 |
| 3.4 雾化结果对比及运行成本对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 残雾回收系统研究与设计 |
| 4.1 残雾回收系统概况 |
| 4.2 残雾回收系统的组成 |
| 4.3 残雾回收系统部件选型及设计计算 |
| 4.3.1 油雾回收管线设计 |
| 4.3.2 残雾回收主机油气分离器选型 |
| 4.3.3 残雾回收主机的储油箱尺寸 |
| 4.3.4 残雾回收装置机柜尺寸设计 |
| 4.3.5 仪表等其余部件选型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 螺旋磁流体密封的机理研究及结构设计 |
| 5.1 磁流体密封结构段理论基础 |
| 5.1.1 磁流体密封段密封间隙内磁流体介质的速度变化规律 |
| 5.1.2 气-液相界面稳定性 |
| 5.1.3 磁流体密封结构段耐压性能及其影响因素 |
| 5.2 螺旋密封结构段理论基础 |
| 5.2.1 介质在螺旋密封结构中的流动规律研究 |
| 5.2.2 螺旋密封耐压能力的理论研究 |
| 5.3 螺旋磁流体密封结构设计 |
| 5.3.1 磁流体密封段结构设计 |
| 5.3.2 双螺纹结构段设计 |
| 5.3.3 螺旋磁流体密封其他部件的结构设计 |
| 5.4 新型螺旋磁流体密封性能测试与投用 |
| 5.4.1 新型螺旋磁流体密封对油雾密封效果的实验室测试 |
| 5.4.2 新型密封在炼化企业装置上的实际投用和效果检验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（3）强磁场下液态金属微槽道流动与换热研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 液态金属MHD效应 |
| 1.3 液态金属微槽道MHD效应研究现状 |
| 1.4 液态金属微槽道流动与换热研究过程与方法 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 控制方程 |
| 2.1 Navier-Stokes方程 |
| 2.2 电磁方程 |
| 2.3 MHD效应控制方程 |
| 2.4 换热控制方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 液态金属微槽道流动与换热实验 |
| 3.1 实验内容与实验步骤 |
| 3.2 实验装置与实验方法 |
| 3.3 液态金属膜流铺展实验 |
| 3.4 液态金属流动阻力分析 |
| 3.5 磁场对液态金属流动状态的影响 |
| 3.6 液态金属膜流换热实验结果分析 |
| 3.6.1 无磁场强迫对流换热特性 |
| 3.6.2 磁场作用下强迫对流换热特性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 液态金属微槽道方管流动与换热数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 液态金属微槽道方管流动与换热模型 |
| 4.2.1 计算方法 |
| 4.2.2 模型与边界条件 |
| 4.3 模型结果与分析 |
| 4.3.1 网格与模型验证 |
| 4.3.2 速度分布 |
| 4.3.3 温度分布 |
| 4.3.4 对流换热分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历及在学期间发表的论文与研究成果 |
（4）多管道结构压爆气流冲击熄弧机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外输电线路防雷现状 |
| 1.2.1 “阻塞型”防雷措施 |
| 1.2.2 “疏导型”防雷措施 |
| 1.2.3 “组合型”防雷措施 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第二章 电弧在多管道结构中的发展特性分析 |
| 2.1 交流电弧特性分析 |
| 2.1.1 交流电弧伏安特性 |
| 2.1.2 交流电弧的温度 |
| 2.1.3 交流电弧的直径 |
| 2.1.4 交流电弧弧柱电位梯度 |
| 2.1.5 交流电弧的熄灭与重燃 |
| 2.1.6 交流电弧的近阴极效应 |
| 2.2 电弧发展的弧柱通道模型 |
| 2.3 压爆气流触发模型 |
| 2.3.1 弧柱压缩模型 |
| 2.3.2 “电弧喷射”与“压缩抽吸” |
| 2.3.3 压爆气流的形成 |
| 2.4 多管道结构熄弧方式分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 压爆气流耦合电弧发展过程分析与求解 |
| 3.1 MHD理论与可压缩电弧磁流体模型 |
| 3.1.1 MHD磁流体力学理论 |
| 3.1.2 可压缩电弧磁流体模型 |
| 3.2 高速气流场动态模型 |
| 3.3 气流-电弧耦合发展过程分析、建模与求解 |
| 3.3.1 压爆气流多点截断电弧机理分析 |
| 3.3.2 气流纵吹电弧数学模型 |
| 3.3.3 纵吹气流耦合电弧求解 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多管道结构熄弧仿真与优化分析 |
| 4.1 COMSOL Multiphysics有限元仿真软件介绍 |
| 4.2 基于MHD理论的气流熄弧控制方程组 |
| 4.3 仿真几何建模及参数设置 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.5 多管道结构优化 |
| 4.5.1 仿真设置 |
| 4.5.2 压爆气流发展过程分析 |
| 4.5.3 灭弧室结构对灭弧效果的影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 多管道灭弧装置试验研究 |
| 5.1 10kV多管道灭弧装置基本技术参数设计 |
| 5.2 放电电压试验 |
| 5.2.1 雷电冲击50%放电电压试验 |
| 5.2.2 工频耐受电压试验 |
| 5.3 雷电冲击伏秒特性试验 |
| 5.3.1 试验步骤 |
| 5.3.2 试验结果与分析 |
| 5.4 工频续流遮断试验 |
| 5.4.1 试验回路 |
| 5.4.2 试验步骤与结果分析 |
| 5.5 冲击-工频联合灭弧试验 |
| 5.5.1 试验回路 |
| 5.5.2 试验步骤 |
| 5.5.3 试验结果分析 |
| 5.6 机械性能试验 |
| 5.6.1 试验要求 |
| 5.6.2 试验步骤 |
| 5.6.3 试验结果 |
| 5.7 500kV绝缘配合试验 |
| 5.7.1 试验回路与设备 |
| 5.7.2 试验步骤 |
| 5.7.3 试验结果分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 多管道灭弧装置的应用研究 |
| 6.1 压爆气流灭弧扰动下的建弧率和雷击跳闸率分析与计算 |
| 6.1.1 压爆气流灭弧扰动下的建弧率 |
| 6.1.2 压爆气流灭弧扰动下跳闸率计算分析 |
| 6.2 挂网运行案例分析 |
| 6.2.1 10kV线路运行案例分析 |
| 6.2.2 其他运行案例分析 |
| 6.2.3 多管道灭弧装置的优势与不足 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）渗透矩形管道非对称流动问题的渐近分析和计算（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 课题目的和意义 |
| 1.3 国内外相关研究现状 |
| 1.4 本文主要贡献 |
| 2 渗透矩形管道内非对称流动问题的多解现象 |
| 2.1 问题描述 |
| 2.2 数值多解 |
| 2.2.1 多解分布 |
| 2.2.2 速度分布 |
| 2.2.3 流线分布 |
| 2.3 多解存在性分析 |
| 2.4 高雷诺数情况渐近解 |
| 2.4.1 第一类渐近解 |
| 2.4.2 第二类渐近解 |
| 2.4.3 第三类渐近解 |
| 2.5 小结 |
| 3 胀缩渗透管道非对称流动问题的渐近分析 |
| 3.1 问题描述 |
| 3.2 大吸附情况渐近解 |
| 3.2.1 大吸附情况渐近解 |
| 3.2.2 大吸附和大哈特曼数情况渐近解 |
| 3.3 混合大喷注/吸附情况渐近解 |
| 3.3.1 混合大喷注情况渐近解 |
| 3.3.2 混合大吸附情况渐近解 |
| 3.4 小雷诺数和小膨胀率情况渐近解 |
| 3.5 小结 |
| 4 胀缩渗透管道微极性流体非对称流动问题 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 高雷诺数情况渐近解 |
| 4.2.1 构造渐近解 |
| 4.2.2 验证渐近解 |
| 4.3 数值解 |
| 4.3.1 速度分布 |
| 4.3.2 流线分布 |
| 4.4 小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 构造第二类渐近解 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）磁化背景气体塑造天体外流的实验室研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 磁化等离子体动力学演化研究 |
| 1.2 天体物理现象的实验室研究方法 |
| 1.3 论文主体结构 |
| 第2章 天体外流研究综述 |
| 2.1 天体外流的观测和理论模型 |
| 2.1.1 太阳系磁化弓形激波界面 |
| 2.1.2 原恒星准直流 |
| 2.1.3 行星状星云准直流 |
| 2.1.4 天体相对论性准直流 |
| 2.2 天体准直外流的实验室研究进展 |
| 2.2.1 纯流体和辐射效应产生天体准直流 |
| 2.2.2 磁流体效应产生天体准直流 |
| 2.2.3 磁场和等离子体界面的槽纹不稳定性 |
| 2.2.4 磁化激光等离子体中的粒子加速过程 |
| 第3章 磁流体模拟程序和实验装置介绍 |
| 3.1 辐射磁流体模拟程序 |
| 3.1.1 磁流体程序FLASH基本特征 |
| 3.1.2 非理想磁流体解法器USM |
| 3.1.3 三温辐射流体解法器3T |
| 3.1.4 FLASH运行环境要求 |
| 3.1.5 FLASH编译可执行代码流程 |
| 3.1.6 真实物性数据库 |
| 3.1.7 数据后处理 |
| 3.2 脉冲磁场发生装置 |
| 3.2.1 装置构成与使用方法 |
| 3.2.2 线圈内磁场分布 |
| 3.3 激光等离子体靶场系统 |
| 3.3.1 激光和靶材 |
| 3.3.2 靶室系统 |
| 3.3.3 各子系统时序同步 |
| 3.4 实验诊断 |
| 3.4.1 等离子体自发光形貌诊断 |
| 3.4.2 等离子体密度飞秒干涉诊断 |
| 3.4.3 其它辅助诊断手段 |
| 第4章 磁化背景气体中天体外流演化的模拟研究 |
| 4.1 模拟参数设置 |
| 4.2 模拟结果:恒定20T纵向磁场、改变背景气体密度 |
| 4.2.1 20T纵向磁场、真空环境时外流的时空演化 |
| 4.2.2 20T纵向磁场、改变背景气体密度时外流的时空演化 |
| 4.3 磁化背景与外流作用物理机制和受力分析 |
| 4.3.1 等离子体膨胀过程中间断面的分类 |
| 4.3.2 背景冲压、磁压比例与外阿尔芬马赫数的联系 |
| 4.3.3 外流和背景受力分析 |
| 4.4 模拟结果:恒定背景密度、改变纵向磁场强度 |
| 4.4.1 20T纵向磁场,高低背景气体时外流演化的三维模拟 |
| 4.5 各类间断面的磁流体理论模型 |
| 4.5.1 磁流体激波边界条件 |
| 4.5.2 外流对应的磁流体间断类型 |
| 4.5.3 间断模式决定外流稳态形貌 |
| 4.6 总结 |
| 第5章 磁化背景气体中天体外流演化的实验研究 |
| 5.1 实验参数设置 |
| 5.2 实验结果:恒定8T纵向磁场、改变背景气体密度 |
| 5.2.1 8T纵向磁场、真空环境时外流的时空演化 |
| 5.2.2 8T纵向磁场、改变背景气体密度时外流的时空演化 |
| 5.2.3 8T纵向磁场、改变背景气体密度时外流的稳态结构比较 |
| 5.3 模拟验证 |
| 5.3.1 自生磁场对靶点附近流场的影响 |
| 5.3.2 同实验参数,外流形貌的模拟验证 |
| 5.4 总结 |
| 第6章 磁化天体外流的实验室结果与天文观测对比 |
| 6.1 类比原恒星准直流HH212 |
| 6.1.1 HH212外流形貌和磁场观测 |
| 6.1.2 实验室验证纵场准直模型稳健性和准直流精细结构 |
| 6.2 类比行星状星云M2-9 |
| 6.2.1 M2-9观测形貌和磁场模型 |
| 6.2.2 实验室重现行星状星云双极腔体 |
| 6.3 类比日球层结构 |
| 6.3.1 日球层结构及磁场观测 |
| 6.3.2 实验室类比日球层形貌 |
| 6.4 总结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于微流控芯片的声流体混合器及类肝组织模型构建与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 文献综述 |
| 第一章 微流控技术溶液混合与器官芯片研究进展 |
| 1.1 微流控溶液混合研究进展 |
| 1.1.1 微流控混合技术分类 |
| 1.1.2 微流控混合研究应用 |
| 1.2 器官芯片研究进展 |
| 1.2.1 器官芯片技术分类 |
| 1.2.2 器官芯片研究应用 |
| 1.3 总结与展望 |
| 1.4 本研究的目的与意义 |
| 试验研究 |
| 第一篇 基于声波的快速稳定原位混合及其应用 |
| 第二章 声流体快速稳定原位混合器构建 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验方法 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 芯片设计与原理 |
| 2.2.2 混合效果优化 |
| 2.2.3 混合时间计算 |
| 2.2.4 混合稳定性测试 |
| 2.2.5 两种物质混合试验 |
| 2.2.6 荧光素猝灭试验 |
| 2.2.7 升级型声流体装置 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 基于声流体混合器的酶促反应常数测定 |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验方法 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 酶常数研究 |
| 3.2.2 反应产物标定 |
| 3.2.3 酶促反应产物浓度测定 |
| 3.2.4 管道中酶促反应模型校正 |
| 3.2.5 酶促反应常数测定 |
| 3.3 小结 |
| 第二篇 基于微流控芯片的类肝组织模型构建及分析 |
| 第四章 集成式微流控芯片构建 |
| 4.1 材料和方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 芯片设计与原理 |
| 4.2.2 气动控制阀门展示 |
| 4.2.3 气动控制阀门操作 |
| 4.2.4 气动控制阀门工作压力选择 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 类肝组织模型构建及分析 |
| 5.1 材料和方法 |
| 5.1.1 试验材料 |
| 5.1.2 试验方法 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 类肝组织结构单元制备 |
| 5.2.2 类肝组织单元培养与活力鉴定 |
| 5.2.3 类肝组织单元三维观察 |
| 5.2.4 类肝组织单元细胞骨架与紧密连接表征 |
| 5.2.5 类肝组织单元肝细胞极化表征 |
| 5.2.6 类肝组织单元胆小管表征 |
| 5.2.7 类肝组织单元的立体堆叠与类肝组织块构建 |
| 5.2.8 类肝组织块表征 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 研究结论 |
| 本研究的创新点 |
| 参考文献 |
| 缩略词 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）液态金属包层插件双向流固耦合及强化换热数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 核聚变 |
| 1.1.2 聚变堆液态金属包层研制现阶段问题 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 MHD效应相关研究 |
| 1.2.2 减阻相关研究 |
| 1.2.3 强化换热相关研究 |
| 1.3 文章内容安排 |
| 第二章 物理与数学模型的建立 |
| 2.1 磁流体理论分析 |
| 2.1.1 磁流体动力学基本方程 |
| 2.1.2 电磁场方程组 |
| 2.2 计算模型 |
| 2.2.1 物理模型 |
| 2.2.2 边界条件 |
| 2.3 程序验证 |
| 2.3.1 Hunt模型验证 |
| 2.3.2 DCLL通道程序验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 DCLL通道的流固耦合计算 |
| 3.1 流固耦合计算 |
| 3.1.1 流固耦合 |
| 3.1.2 动网格 |
| 3.2 模型及控制方程 |
| 3.2.1 模型尺寸及网格 |
| 3.2.2 控制方程 |
| 3.3 计算方法及边界条件 |
| 3.4 DCLL通道流场分析 |
| 3.4.1 电流线分布 |
| 3.4.2 温度场分布 |
| 3.4.3 速度场分布 |
| 3.4.4 压力场分布 |
| 3.5 通道结构特性分析 |
| 3.5.1 通道等效应力分布 |
| 3.5.2 通道总应变分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 DCLL通道强化换热研究 |
| 4.1 模型尺寸及网格 |
| 4.2 通道材料物性 |
| 4.3 计算方法及边界条件 |
| 4.4 非均匀电导率壁面 |
| 4.4.1 不同形状导电条FCI通道的流动和换热特性 |
| 4.4.2 无FCI通道非均匀电导率壁面 |
| 4.5 三角肋条 |
| 4.5.1 物理模型 |
| 4.5.2 温度分布 |
| 4.5.3 流动特征 |
| 4.5.4 传热性能及各参数对其影响 |
| 4.6 翼型涡流发生器 |
| 4.6.1 物理模型 |
| 4.6.2 FCI通道 |
| 4.6.3 无FCI通道 |
| 4.7 内置纽带 |
| 4.7.1 物理模型 |
| 4.7.2 FCI通道 |
| 4.7.3 无FCI通道 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）磁流体自然对流传热数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 磁流体传热的国内外研究现状 |
| 1.2.1 磁流体传热的理论研究 |
| 1.2.2 磁流体传热的实验研究 |
| 1.2.3 磁流体传热的数值模拟 |
| 1.3 本文主要研究内容与结构 |
| 第二章 磁流体控制方程和数值计算方法 |
| 2.1 磁流体控制方程 |
| 2.2 数值求解方法 |
| 2.2.1 四步投影算法 |
| 2.2.2 相容守恒算法 |
| 2.2.3 流固边界耦合算法 |
| 2.3 CFD开源软件OpenFOAM简介 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 零磁场下不可压传热求解器验证 |
| 3.1 Rayleigh-Benard对流简介 |
| 3.2 物理模型 |
| 3.2.1 几何模型和网格设置 |
| 3.2.2 物性参数和边界条件 |
| 3.2.3 离散格式和求解精度 |
| 3.3 网格无关性验证 |
| 3.4 方腔的Rayleigh-Benard对流 |
| 3.5 方腔的自然对流 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 绝缘管中磁流体传热求解器开发、验证与应用 |
| 4.1 物理模型 |
| 4.1.1 几何模型和网格设置 |
| 4.1.2 物性参数与边界条件 |
| 4.1.3 离散格式 |
| 4.2 数值模拟与解析解对比 |
| 4.3 网格无关性验证 |
| 4.4 磁场方向垂直温度梯度时磁场强度对自然对流的影响 |
| 4.4.1 速度场对比分析 |
| 4.4.2 电流与电势对比分析 |
| 4.4.3 传热效率分析 |
| 4.5 磁场方向平行温度梯度时磁场强度对自然对流的影响 |
| 4.5.1 速度场对比分析 |
| 4.5.2 电流与电势对比分析 |
| 4.5.3 传热效率分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 磁流体流固耦合传热求解器开发、验证与应用 |
| 5.1 程序耦合流程和程序验证 |
| 5.2 物理模型 |
| 5.2.1 几何模型和网格设置 |
| 5.2.2 物性参数与边界条件 |
| 5.3 网格无关性验证 |
| 5.4 磁场方向垂直温度梯度时壁面电导率对自然对流的影响 |
| 5.4.1 速度场对比分析 |
| 5.4.2 电流与洛伦兹力对比分析 |
| 5.4.3 传热效率分析 |
| 5.5 磁场方向平行温度梯度时对自然对流的影响 |
| 5.5.1 速度与传热分析 |
| 5.5.2 电流与洛伦兹力对比分析 |
| 5.6 磁场强度对自然对流的影响 |
| 5.6.1 速度场对比分析 |
| 5.6.2 洛伦兹力对比分析 |
| 5.6.3 传热效率分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作创新 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）聚变堆高温强磁场液态金属流动传热与传质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 世界能源问题与聚变技术发展 |
| 1.2 液态金属包层MHD流动传热与传质问题研究现状 |
| 1.3 论文结构与研究意义 |
| 第2章 磁流体动力学基本原理与分析方法 |
| 2.1 磁流体动力学基本原理 |
| 2.1.1 电磁学基本方程 |
| 2.1.2 流体力学基本方程 |
| 2.1.3 磁流体动力学控制方程 |
| 2.1.4 边界条件 |
| 2.2 磁流体动力学数值分析方法 |
| 2.2.1 磁感应方法(Magnetic Induction Method) |
| 2.2.2 电势方法(Electric Potential Method) |
| 2.3 磁流体动力学理论解 |
| 2.3.1 基本方程 |
| 2.3.2 绝缘壁面 |
| 2.3.3 导电壁面 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 MHD数值模拟程序设计与实现 |
| 3.1 MHD控制方程组 |
| 3.2 动量守恒方程数值解法 |
| 3.3 MHD数值模拟程序设计 |
| 3.3.1 算法流程图 |
| 3.3.2 控制方程离散与求解 |
| 3.4 OpenMP并行计算 |
| 3.4.1 并行计算概述 |
| 3.4.2 OpenMP并行计算指令 |
| 3.4.3 OpenMP加速MHD数值模拟程序计算 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 聚变堆液态金属包层MHD流动传热问题数值模拟 |
| 4.1 液态金属性质 |
| 4.2 液态金属包层MHD流动与传热数值模拟 |
| 4.2.1 数值计算方法 |
| 4.2.2 边界条件 |
| 4.2.3 结果分析 |
| 4.3 温度影响下的MHD流动与传热数值模拟 |
| 4.3.1 数值计算方法 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 液态金属包层氚输运性质分析 |
| 5.1 氚的基本性质 |
| 5.2 液态金属铅锂包层内部氚输运过程 |
| 5.3 高温强磁场环境下液态金属氚输运性质 |
| 5.4 液态金属包层MHD流动对氚输运的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 高压氦气/液态铅锂MHD换热与传质回路实验系统方案设计 |
| 6.1 实验系统总体设计 |
| 6.2 液态铅锂回路的基本设备 |
| 6.3 液态铅锂回路的主要测量方法 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 论文特色与创新 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A MH数值模拟程序关键模块程序代码 |
| A.1 动量方程中对流项的离散 |
| A.2 动量方程扩散项的离散 |
| A.3 加速能量方程收敛的块修正技术(流动方向) |
| A.4 求解能量方程的ADI方法(流动方向) |
| A.5 TDMA算法 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
四、流出分支管道引起的三维磁流体动力学效应研究（论文参考文献）
- [1]微纳多孔铝基超滑涂层制备及其防护性能研究[D]. 吴德权. 北京科技大学, 2020(02)
- [2]环保型油雾润滑及残雾回收系统研究与开发[D]. 肖云皓. 北京化工大学, 2020(02)
- [3]强磁场下液态金属微槽道流动与换热研究[D]. 雷天扬. 中国科学院大学(中国科学院大学工程科学学院）, 2020(03)
- [4]多管道结构压爆气流冲击熄弧机理研究[D]. 李籽剑. 广西大学, 2020
- [5]渗透矩形管道非对称流动问题的渐近分析和计算[D]. 郭红霞. 北京科技大学, 2020(01)
- [6]磁化背景气体塑造天体外流的实验室研究[D]. 陶弢. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [7]基于微流控芯片的声流体混合器及类肝组织模型构建与分析[D]. 田畅. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [8]液态金属包层插件双向流固耦合及强化换热数值研究[D]. 高歌. 南京航空航天大学, 2020
- [9]磁流体自然对流传热数值模拟研究[D]. 谢黎铭. 杭州电子科技大学, 2020(04)
- [10]聚变堆高温强磁场液态金属流动传热与传质研究[D]. 韩佳佳. 中国科学技术大学, 2019