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自激振蕩脈動強化傳熱數值模擬及其優化設計(精)

  • 作者：汪朝暉//高全傑|責編:李夢陽
  • 出版社：華中科技大學
  • ISBN：9787577209258
  • 出版日期：2024/07/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：232
人民幣：RMB 98 元      售價：元
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內容大鋼
    本書主要介紹了基於自激振蕩的脈動強化傳熱數學建模、數值模擬及相關優化設計三個方面的內容，詳細介紹了LES方法及其控制方程，同時定義了相關的流動和傳熱計算參數，建立了自激振蕩熱流道三維計算模型。對模型進行了結構化網格劃分並介紹了邊界條件設置；此外，為保證數值計算結果的可行性，分別對網格無關性進行了檢驗並驗證了湍流模型的適用性。在驗證模型精確度的基礎上對自激振蕩渦的結構特性、自激振蕩脈衝效應的流場流動特性以及自激振蕩脈動強化傳熱性能進行相關數值模擬及模擬分析，並對自激振蕩腔室的減阻特性、腔室的無量綱結構、納米流體流道結構參數以及自激振蕩腔室壁面進行優化改進。
作者介紹
汪朝暉//高全傑|責編:李夢陽
目錄
第1章  緒論
  1.1  引言
    1.1.1  脈動強化傳熱機理
    1.1.2  脈動強化傳熱研究方法
    1.1.3  脈動強化換熱性能影響因素
  1.2  湍流數值模擬方法
    1.2.1  雷諾平均模擬
    1.2.2  直接數值模擬
    1.2.3  大渦模擬
  1.3  強化傳熱設計方法
    1.3.1  強化傳熱結構設計
    1.3.2  多目標優化方法
    1.3.3  多目標優化在強化傳熱中的應用
  1.4  自激振蕩脈衝射流技術
  1.5  本章小結
第2章  自激振蕩渦識別方法
  2.1  引言
  2.2  自激振蕩脈衝效應
    2.2.1  自激振蕩脈衝射流的產生
    2.2.2  自激振蕩有效反饋條件
    2.2.3  自激振蕩腔室的固有頻率
  2.3  渦識別方法理論
    2.3.1  第一代渦識別方法
    2.3.2  第二代渦識別方法
  2.4  以Omega方法和Liutcx向量為代表的第三代渦識別方法
  2.5  本章小結
第3章  自激振蕩渦結構及脈動特性
  3.1  引言
  3.2  自激振蕩熱流道模型構建
    3.2.1  物理模型
    3.2.2  數學模型
    3.2.3  網格劃分及邊界條件
    3.2.4  網格無關性檢驗與湍流模型驗證
  3.3  渦結構演變規律
    3.3.1  時間演變
    3.3.2  空間演變
  3.4  渦結構強度分析
    3.4.1  監測點的渦結構強度
    3.4.2  渦結構相互作用
  3.5  渦核大小和分佈
  3.6  自激振蕩周期性脈動流場分析
    3.6.1  速度場特性
    3.6.2  速度流動統計特徵
    3.6.3  湍動能和湍流黏度對比
  3.7  本章小結
第4章  自激振蕩腔室剪切層渦量擾動及脈動換熱性能
  4.1  引言
  4.2  模型構建及驗證
    4.2.1  物理模型
    4.2.2  數學模型

    4.2.3  邊界條件及求解器設定
    4.2.4  網格劃分及無關性檢驗
  4.3  自激振蕩腔室剪切層渦量擾動分析
    4.3.1  剪切層的渦結構演變
    4.3.2  初始時刻瞬時渦量擾動
    4.3.3  振蕩周期內瞬時渦量擾動
    4.3.4  不同雷諾數下剪切層渦量擾動
  4.4  剪切層渦量擾動對換熱性能的影響
    4.4.1  剪切層脈動結構對溫度梯度的影響
    4.4.2  不同雷諾數下腔室的脈動性能
    4.4.3  不同雷諾數下的綜合性能係數
  4.5  本章小結
第5章  自激振蕩熱流道渦結構及換熱管強化換熱性能
  5.1  引言
  5.2  模型構建及驗證
    5.2.1  物理模型
    5.2.2  湍流模型
    5.2.3  網格劃分及邊界條件
    5.2.4  湍流模型驗證
  5.3  換熱管流道渦結構分析
    5.3.1  換熱管流向渦
    5.3.2  換熱管法向渦
  5.4  換熱管渦結構與換熱性能的關係
    5.4.1  渦流邊界特徵對換熱的影響
    5.4.2  邊界渦流圈周期演變及管壁換熱特性變化
  5.5  換熱管換熱性能
    5.5.1  熱流道溫度特徵
    5.5.2  換熱管壁面剪切應力分佈
    5.5.3  換熱管壁面努塞爾數
    5.5.4  換熱管綜合性能
  5.6  本章小結
第6章  自激振蕩腔室換熱特性多目標優化設計
  6.1  引言
  6.2  模型構建及驗證
    6.2.1  物理模型
    6.2.2  控制方程
    6.2.3  網格劃分及無關性檢驗
  6.3  無量綱結構參數對傳熱和流阻性能的影響
    6.3.1  正交試驗設計
    6.3.2  正交試驗極差分析法
    6.3.3  正交試驗設計結果
    6.3.4  自激振蕩腔室碰撞壁夾角的影響
    6.3.5  自激振蕩腔室出入口直徑比d2／d1的影響
    6.3.6  自激振蕩腔室長徑比L／D的影響
  6.4  自激振蕩腔室結構的多目標優化方法
    6.4.1  多目標優化流程
    6.4.2  中心複合設計
   6.4.3  響應面法
    6.4.4  NSGA-Ⅱ演算法
    6.4.5  TOPSIS決策法

  6.5  自激振蕩腔室結構的多目標優化結果
    6.5.1  方差分析
    6.5.2  回歸模型建立
    6.5.3  Pareto前沿
    6.5.4  折中解
  6.6  本章小結
第7章  基於交叉參考線方法的多目標進化演算法
  7.1  引言
  7.2  基於參考線的多目標進化演算法
  7.3  基於理想點的PBI參考線方法
    7.3.1  基於理想點的參考線方法
    7.3.2  PBI聚合函數
    7.3.3  Pareto不相容問題的提出
    7.3.4  最低點與理想點的互補性
  7.4  交叉參考線方法的提出
    7.4.1  交叉參考線方法
    7.4.2  基於參考線方法的DPD評估指標
    7.4.3  交叉參考線方法的收斂性和多樣性
    7.4.4  規避Pareto不相容問題
  7.5  基於交叉參考線方法的多目標進化演算法
    7.5.1  MPEA-CRL的總體框架
    7.5.2  交叉參考線的自適應更新
    7.5.3  基於DPD指標的環境選擇
  7.6  試驗結果與分析
    7.6.1  MDEA-CRL的主導懲罰距離權重係數敏感度分析
    7.6.2  試驗設置
    7.6.3  MOEA-CRL與現有MOEA對比
  7.7  本章小結
第8章  自激振蕩腔室減阻特性多目標優化設計
  8.1  引言
  8.2  模型構建及驗證
    8.2.1  物理模型
    8.2.2  控制方程
    8.2.3  網格劃分及無關性檢驗
  8.3  自激振蕩腔室的響應面建模
    8.3.1  自激振蕩腔室助推渦減阻效應
    8.3.2  目標函數
    8.3.3  試驗設計
    8.3.4  響應面近似模型
    8.3.5  模型顯著性及誤差
    8.3.6  響應面關係
  8.4  自激振蕩腔室結構的多目標優化設計
    8.4.1  優化設計流程
    8.4.2  多目標優化演算法
    8.4.3  Pareto解集
    8.4.4  中心結構與優化結構數值模擬對比
    8.4.5  優化后的自激振蕩腔室速度流型
    8.4.6  壁面剪切應力變化
  8.5  NSGA-Ⅱ與MOEA-CRL的優化結果對比
  8.6  本章小結

第9章  自激振蕩腔室壁面改進設計及熱流場性能
  9.1  引言
  9.2  物理模型
  9.3  自激振蕩腔室壁面結構優化
    9.3.1  自激振蕩腔室結構的缺陷
    9.3.2  圓弧曲線形自激振蕩腔室設計
    9.3.3  基於貝塞爾曲線的腔室設計
  9.4  新型結構的流動特性
    9.4.1  腔室內部流動特性
    9.4.2  出口脈動頻率
  9.5  新型結構的換熱特性
    9.5.1  出口平均溫度
    9.5.2  壁面換熱係數
  9.6  本章小結
第10章  基於Al2O3納米流體的自激振蕩熱流道結構參數優選
  10.1  引言
  10.2  納米流體流動特性研究的模型構建
    10.2.1  物理模型
    10.2.2  數學模型
    10.2.3  納米流體熱物理性質
    10.2.4  網格無關性測試及模型驗證
  10.3  納米流體流動特性
    10.3.1  速度場和溫度場
    10.3.2  壁面剪切應力
    10.3.3  壓降和阻力係數
  10.4  納米流體的傳熱特性
    10.4.1  努塞爾數
    10.4.2  傳熱性能綜合評價
    10.4.3  納米顆粒濃度對傳熱特性的影響
  10.5  自激振蕩腔室結構參數優選
    10.5.1  結構參數因素水平設計
    10.5.2  基於直觀分析的極差分析法
    10.5.3  基於統計分析的方差分析法
  10.6  結構參數優選結果
    10.6.1  渦量分佈
    10.6.2  速度和壓力分佈
    10.6.3  壁面溫度及努塞爾數
  10.7  主要因素對傳熱性能的影響
    10.7.1  努塞爾數
    10.7.2  壓力脈動頻率
  10.8  本章小結

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