本文關(guān)鍵詞：基于有限體積法的二維傳熱系統(tǒng)熵產(chǎn)研究

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【摘要】：當(dāng)今計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的發(fā)展已經(jīng)迫使許多研究人員使用電腦進(jìn)行數(shù)值模擬,而不是用實(shí)驗(yàn)的方式去理解并證實(shí)他們的發(fā)現(xiàn)。熱傳遞以及流動問題由于在現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用,成為非常重要的研究領(lǐng)域。熱傳遞和流體流動產(chǎn)生的熵產(chǎn)在許多工業(yè)應(yīng)用中都有顯現(xiàn)。因此,非常有必要研究不同工況下,熱傳遞以及流體流動產(chǎn)生的熵產(chǎn)造成的影響。本文中,利用有限體積(FVM)方法系統(tǒng)地分析了二維熱傳遞系統(tǒng)的熵產(chǎn)理論。通過對計(jì)算流體力學(xué)(CFD)進(jìn)行二次開發(fā),實(shí)現(xiàn)了對熵產(chǎn)的數(shù)值模擬。研究了二維熱傳遞系統(tǒng)數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性,同時(shí)分析了不同幾何形狀熱流對熵產(chǎn)的影響。進(jìn)而,模擬出管道的熵產(chǎn)率的影響。通過熵產(chǎn)數(shù)學(xué)模型以及數(shù)值模擬技術(shù),上述問題得到了有效地解決。通過利用熵產(chǎn)的方法,數(shù)值模擬計(jì)算方案的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性得以確定,計(jì)算結(jié)果具有良好的收斂性。考慮到熱流的影響,熵產(chǎn)的穩(wěn)態(tài)熱導(dǎo)問題也予以研究。結(jié)果表明,熵產(chǎn)狀況很大程度上受到近壁面處熱流的影響,熱流的峰值出現(xiàn)在近壁面處�；谝陨戏椒�,計(jì)算出二維熱傳導(dǎo)問題中兩種工況條件下的熵產(chǎn)狀況,同時(shí)證明了該方法的有效性。對于在重力產(chǎn)生的恒定壓力、浮力效應(yīng)以及磁場強(qiáng)度等條件作用下的管道,數(shù)值模擬分析出了熵產(chǎn)率的分布情況;研究發(fā)現(xiàn)表明,流體摩擦在管道壁面處的熱傳遞起到支配的地位。因此,在管道壁面處,熵產(chǎn)率達(dá)到了最大值。此外,本文考慮了二維熱傳遞系統(tǒng)中熵產(chǎn)理論的數(shù)值計(jì)算方法,同時(shí)為多維系統(tǒng)開發(fā)了一種新的分析標(biāo)準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：熱傳遞 熵產(chǎn) 有限體積法 熱流 管道
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK124
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本文編號：912156