河北省自然科学基金(E2011502057) 作品数:8 被引量:30 H指数:2 相关作者: 孙东亮 徐进良 王丽 卢晓岩 陈奇成 更多>> 相关机构: 华北电力大学 北京城建五建设工程有限公司 西安交通大学 更多>> 发文基金: 北京市自然科学基金 河北省自然科学基金 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 动力工程及工程热物理 理学 更多>>
求解两相蒸发和冷凝问题的气液相变模型 被引量:20 2012年 为了更精确简单地求解两相流中的蒸发和冷凝问题,基于FLUENT中的流体体积(VOF)方法提出了一种气液相变模型,该模型适应于两相中一相为非饱和相,即处于过热或过冷状态,另一相为饱和相,即处于饱和状态.该气液相变模型中:非饱和相导热系数和比热容为真实的物性参数;假设饱和相导热系数等于0,饱和相比热容等于非饱和相比热容;界面处相变率仅由非饱和相决定.最后,通过一维Stefan问题相界面位置的分析解和二维膜态沸腾气相体积比的精确解,验证了该相变模型的精确性和可行性.文中工作为该相变模型的推广应用奠定了基础. 孙东亮 徐进良 王丽关键词:两相流 一种精确求解两相流动的界面追踪方法 2011年 本文提出了一种求解两相流动问题的精确稳定的界面追踪方法—ADV-VOF(accurate density and viscosity volume of fluidmethod)。该方法具有以下特征:(1)基于同位网格系统;(2)使用PLIC方法捕捉界面和计算网格边界上精确的密度和粘度值;(3)采用守恒的Navier-Stokes方程,其中对流项离散格式为有界高阶组合格式—STOIC;(4)应用分步算法求解守恒的Navier-Stokes方程;(5)利用Bi-CGSTAB方法求解压力修正方程。以上特征保证了ADV-VOF方法是一种精确、稳定、高效、简便的界面追踪方法。最后我们对ADV-VOF方法和传统的IDV-VOF(inaccurate density and viscosity volume of fluid method)方法进行了比较分析,得出ADV-VOF方法的性能远远优于传统的IDV-VOF方法。 孙东亮 王丽 徐进良关键词:两相流 跨季节蓄热水箱温度分层模型的研究及应用 被引量:7 2014年 以精确数值模型的计算结果为基准,分析比较温度分层模型和均温模型,得出温度分层模型可以准确预测太阳能跨季节水箱蓄热供暖系统的性能,而均温模型的计算结果偏差较大。基于温度分层模型,以北京市某一供暖建筑为例,分析研究太阳能集热面积、水箱埋入土壤深度和保温材料厚度对系统太阳能保证率及各部分性能的影响规律,为太阳能跨季节水箱蓄热供暖相关实验以及示范工程的建立提供设计依据。 孙东亮 王丽 徐进良 卢晓岩关键词:太阳能 IDEAL算法在非稳态两相流问题中的性能分析 2012年 引言对于非稳态两相流问题,数值求解方法主要有颗粒轨道模型、双流体模型和运动界面追踪技术,其中运动界面追踪技术最能准确、全面地反映两相间的信息。在运动界面追踪技术中VOF(volumeof fluid)方法[1]和Level Set方法[2]得到了最广泛的使用。 孙东亮 徐进良 陶文铨关键词:两相流 流动与传热压力修正算法的研究现状及进展 被引量:1 2011年 求解流动与传热问题的压力修正算法于1972年首次由著名学者Patankar和Spalding提出,并被命名为SIMPLE算法。近四十年来,各国学者提出了多种改进方案来克服或者减轻由于这两点假设而引起的缺陷,所有这些改进的算法通称为SIMPLE系列算法。本文对压力修正算法,即SIMPLE及SIMPLE系列算法的研究现状及进展进行了详细介绍。 孙东亮 王丽 徐进良关键词:SIMPLE 垂直相分离冷凝管内流型调控的数值研究 被引量:1 2013年 基于非能动相分离概念,开发了新型相分离冷凝管,形成了"气在管壁,液在中心"的分布模式.目前我们已经实验研究了相分离冷凝管对流型的调控作用,并定性分析了其内在机理为了深入研究这种新型结构内在的流型调控机理,基于跨尺度网格系统及VOF方法,对垂直相分离冷凝管内单个气弹的调控过程进行了数值研究.研究发现气弹从光管区域进入流型调控区域后,液膜厚度减少了近70%;气弹上升速度提高了1倍多,带动环隙区域内液体速度和速度梯度的大幅提高,从而起到减薄流动边界层的作用;气弹上升速度的大幅提高引起环隙区域和核心区域内流体质量和动量的交换,同时引起核心区域内流体的自维持脉动,促进了近壁区和主流区内液体的交混,以上3个因素将对提高设备冷凝换热性能起到积极的作用. 孙东亮 徐进良 陈奇成 曹桢关键词:冷凝换热 数值模拟 运动界面追踪方法的研究现状及进展 被引量:1 2011年 本文对求解两相流动与传热问题的运动界面追踪方法进行了详细介绍,分析了VOF方法、Level Set方法及VOF与Level Set的复合方法的研究现状及发展趋势。本文的研究工作对运动界面追踪方法的发展起到了方向性的指导作用。 卢晓岩 孙东亮关键词:两相流 VOF LEVEL SET 重力对垂直相分离冷凝管内流型调控的影响 2013年 随着重力的降低,冷凝换热性能急剧恶化,特别在微重力条件下,流型与传热极不协同,所需的冷凝长度要比地面常规重力情况大一个数量级。基于非能动相分离概念的适用于不同重力条件的新型相分离冷凝管,促进了流型与传热的协同,极大强化了冷凝换热。在地面常规重力、小重力和微重力情况下,数值研究了新型冷凝管内垂直上升的空气-水两相流型的调控过程。通过研究得出:在三种不同重力条件下,均呈现'气在壁面,液在中心'的全新分布模式,特别是在微重力情况下,环隙区域内完全被气体占据,液体完全在核心区域内流动;重力越小,调控后液膜厚度减小幅度越大,特别在微重力条件下,减薄到1/32;重力越小,调控后薄液膜主导的冷凝换热量提高幅度越大,特别在微重力条件下,调控后提高到57.4倍,极大地强化了冷凝换热。总体来说,重力越小,流型调控过程越有利于强化冷凝换热。 孙东亮 徐进良 陈奇成 曹桢关键词:冷凝换热