本文關(guān)鍵詞：納米流體幾種典型流動(dòng)傳熱問(wèn)題的近似解析和數(shù)值研究

  更多相關(guān)文章： 納米流體 邊界層 自然對(duì)流 近似解析解 數(shù)值模擬

【摘要】：邊界層流動(dòng)問(wèn)題是流體力學(xué)一個(gè)重要的研究領(lǐng)域,在科學(xué)和工程上有著廣泛的應(yīng)用,盡管經(jīng)歷了百余年的發(fā)展,至今仍然有很多研究者對(duì)其開展研究。而納米流體作為一類新的傳熱工質(zhì),由于潛在的應(yīng)用前景,在其概念提出之后便吸引了很多的研究者對(duì)其進(jìn)行研究。本論文對(duì)納米邊界層和自然對(duì)流領(lǐng)域中一些在科學(xué)和工程上具有重要意義的新問(wèn)題進(jìn)行了解析和數(shù)值求解。對(duì)于納米邊界層流動(dòng)問(wèn)題,基于納米流體同質(zhì)模型,考慮了納米流體外掠延伸平板的邊界層流動(dòng)傳熱問(wèn)題,采用改進(jìn)的微分變化法給出了近似解析解,發(fā)現(xiàn)基液中添加納米顆粒不僅能夠增強(qiáng)介質(zhì)熱傳導(dǎo)能力,而且添加合適的納米顆�？梢詮�(qiáng)化傳質(zhì)。基于納米兩相模型,考慮了兩個(gè)問(wèn)題,分別為納米流體邊界層滑移流動(dòng)傳熱與傳質(zhì)問(wèn)題和粘性系數(shù)、熱導(dǎo)率系數(shù)隨納米顆粒體積份額線性變化的流動(dòng)傳熱傳質(zhì)問(wèn)題,采用同倫分析方法給出了兩個(gè)問(wèn)題的Nusselt數(shù)和Sherwood數(shù)的顯式近似表達(dá)式,與傳統(tǒng)的線性回歸近似公式相比其優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)計(jì)算高階同倫近似解而減小誤差。對(duì)于納米流體自然對(duì)流傳熱傳質(zhì)問(wèn)題,采用連續(xù)有限元方法數(shù)值模擬了兩個(gè)問(wèn)題,首先作者將納米兩相模型推廣到熱邊界條件隨時(shí)問(wèn)正弦變化時(shí)的非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)中,然后考慮了在外加傾斜磁場(chǎng)影響下穩(wěn)態(tài)自然對(duì)流傳熱傳質(zhì)問(wèn)題,在這兩個(gè)問(wèn)題中發(fā)現(xiàn)納米兩相模型中的布朗運(yùn)動(dòng)參數(shù)和熱遷移參數(shù)同時(shí)增大時(shí),努賽爾數(shù)逐漸減小,而舍伍德數(shù)逐漸增大。在對(duì)以上問(wèn)題的近似解析研究中,作者給出了整個(gè)區(qū)間內(nèi)都一致有效地近似解析解,進(jìn)一步驗(yàn)證了改進(jìn)的微分變換法和同倫分析方法的有效性。在對(duì)納米流體自然對(duì)流傳熱傳質(zhì)數(shù)值模擬中,作者通過(guò)給出流場(chǎng)內(nèi)流函數(shù)線、等溫度線和等濃度線的分布情況,使得復(fù)雜的過(guò)程可視化。
【關(guān)鍵詞】：納米流體 邊界層 自然對(duì)流 近似解析解 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 縮寫和符號(hào)清單10-13
• 1 引言13-15
• 2 文獻(xiàn)綜述15-34
• 2.1 課題背景15-19
• 2.1.1 邊界層理論15-17
• 2.1.2 納米流體17-19
• 2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 2.2.1 納米流體邊界層理論研究現(xiàn)狀19-21
• 2.2.2 流體自然對(duì)流研究現(xiàn)狀21-22
• 2.3 研究方法綜述22-34
• 2.3.1 微分變換法22-25
• 2.3.2 同倫分析法25-28
• 2.3.3 打靶法28-30
• 2.3.4 Runge-Kutta法30-31
• 2.3.5 Newton迭代法31-32
• 2.3.6 有限元法32-34
• 3 近似解析研究基于納米流體單相模型的邊界層流動(dòng)傳熱傳質(zhì)問(wèn)題34-49
• 3.1 控制方程35-37
• 3.2 微分變換法37-40
• 3.3 打靶法40-41
• 3.4 結(jié)果分析與討論41-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 4 近似解析研究基于納米流體兩相模型邊界層流動(dòng)傳熱與傳質(zhì)問(wèn)題49-76
• 4.1 納米流體邊界層滑移流動(dòng)傳熱與傳質(zhì)49-64
• 4.1.1 控制方程50-52
• 4.1.2 同倫分析方法52-55
• 4.1.3 收斂性分析55-56
• 4.1.4 結(jié)果分析與討論56-64
• 4.2 變物性納米流體邊界層流動(dòng)傳熱與傳質(zhì)64-74
• 4.2.1 控制方程64-65
• 4.2.2 同倫分析方法65-68
• 4.2.3 收斂性分析68-69
• 4.2.4 結(jié)果分析與討論69-74
• 4.3 本章小結(jié)74-76
• 5 數(shù)值模擬封閉腔體內(nèi)納米流體的自然對(duì)流傳熱傳質(zhì)問(wèn)題76-102
• 5.1 熱邊界條件隨時(shí)間正弦變化下納米流體非定常流動(dòng)傳熱傳質(zhì)問(wèn)題77-90
• 5.1.1 控制方程77-79
• 5.1.2 有限元法的弱形式和迭代方法79-81
• 5.1.3 結(jié)果分析與討論81-90
• 5.2 傾斜磁場(chǎng)作用下納米流體定常自然對(duì)流傳熱傳質(zhì)問(wèn)題90-101
• 5.2.1 控制方程90-92
• 5.2.2 有限元法的弱形式和迭代方法92-95
• 5.2.3 結(jié)果分析與討論95-101
• 5.3 本章小結(jié)101-102
• 6 結(jié)論與展望102-105
• 參考文獻(xiàn)105-117
• 作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果117-120
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集120

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 毛凌波;張仁元;柯秀芳;;納米流體的光熱特性[J];廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年03期

2 郭守柱;黎陽(yáng);姜繼森;;納米流體輸運(yùn)性質(zhì)研究進(jìn)展[J];上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

3 馮逸晨;顏紅俠;賈園;;納米流體在摩擦領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2012年06期

4 史保新;劉良德;鄧晨冕;;納米流體在制冷及冷卻中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年S2期

5 賈莉斯;彭嵐;陳穎;莫松平;李震;;納米流體凝固和熔融相變過(guò)程的研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2013年02期

6 李云翔;解國(guó)珍;安龍;田澤輝;;納米流體研究進(jìn)展[J];制冷技術(shù);2013年04期

7 宣益民;;納米流體能量傳遞理論與應(yīng)用[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2014年03期

8 宣益民,余凱,吳軒,李強(qiáng);基于Lattice-Boltzmann方法的納米流體流動(dòng)與傳熱分析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2004年06期

9 薛文胥;王瑋;閔敬春;;顆粒聚集對(duì)納米流體強(qiáng)化換熱影響淺析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2006年01期

10 張巧慧;朱華;;新型傳熱工質(zhì)納米流體的研究與應(yīng)用[J];能源工程;2006年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳今茂;易如娟;;納米流體及其在冷卻液中的應(yīng)用[A];中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)燃料與潤(rùn)滑油分會(huì)第13屆年會(huì)論文集[C];2008年

2 程波;杜塏;張小松;牛曉峰;;氨水—納米炭黑納米流體的穩(wěn)定性研究[A];第五屆全國(guó)制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

3 洪歡喜;武衛(wèi)東;盛偉;劉輝;張華;;納米流體制備的研究進(jìn)展[A];第五屆全國(guó)制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

4 劉益?zhèn)?陳曦;;納米流體增強(qiáng)防護(hù)結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

5 沙麗麗;巨永林;唐鑫;;納米流體在強(qiáng)化對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[A];上海市制冷學(xué)會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

6 劉四美;武衛(wèi)東;武潤(rùn)宇;韓志明;;氧化鋅納米流體對(duì)氨水降膜吸收影響的實(shí)驗(yàn)研究[A];走中國(guó)創(chuàng)造之路——2011中國(guó)制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

7 錢明;沈中華;陸健;倪曉武;李強(qiáng);宣益民;;激光照射納米流體形成散斑的數(shù)值模擬研究[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長(zhǎng)三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

8 吳恒安;王奉超;;納米流體提高驅(qū)油效率的微力學(xué)機(jī)理研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

9 劉崇;李志剛;;納米流體力學(xué)初探及應(yīng)用[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

10 王志陽(yáng);楊文建;聶雪麗;楊懷玉;;瞬態(tài)熱絲法測(cè)量納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)[A];2007高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)暨《材料導(dǎo)報(bào)》編委會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 涵薏;新型換熱介質(zhì)研制的領(lǐng)軍者[N];上�？萍紙�(bào);2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 何欽波;外加磁場(chǎng)強(qiáng)化磁性納米流體的光熱特性及機(jī)理研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 Umer Farooq;納米流動(dòng)的邊界層流的同論分析解[D];上海交通大學(xué);2014年

3 姜勇越;多相流流動(dòng)與傳熱的數(shù)值研究[D];北京科技大學(xué);2016年

4 張朝立;納米流體幾種典型流動(dòng)傳熱問(wèn)題的近似解析和數(shù)值研究[D];北京科技大學(xué);2015年

5 朱海濤;納米流體的制備、穩(wěn)定及導(dǎo)熱性能研究[D];山東大學(xué);2005年

6 彭小飛;車用散熱器中納米流體高溫傳熱基礎(chǔ)問(wèn)題研究[D];浙江大學(xué);2007年

7 趙佳飛;納米流體輻射特性機(jī)理研究及其在太陽(yáng)能電熱聯(lián)用系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2009年

8 方曉鵬;納米流體熱質(zhì)傳遞機(jī)理及光學(xué)特性研究[D];南京理工大學(xué);2013年

9 傅懷梁;納米流體熱物理及泳輸運(yùn)特性理論研究[D];蘇州大學(xué);2013年

10 魏葳;納米流體的輻射特性及其在太陽(yáng)能熱利用中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋玲利;鋁納米流體集熱工質(zhì)的制備與性能研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

2 李長(zhǎng)江;納米流體的制備、表征及性能研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2009年

3 王輝;納米流體導(dǎo)熱及輻射特性研究[D];浙江大學(xué);2010年

4 管延祥;應(yīng)用于熱管的納米流體熱物性參數(shù)的研究[D];濟(jì)南大學(xué);2010年

5 孫通;納米流體管內(nèi)層流流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究[D];東北電力大學(xué);2013年

6 張國(guó)龍;納米流體強(qiáng)化傳熱機(jī)理及數(shù)學(xué)模型的研究[D];青海大學(xué);2015年

7 王瑤;納米流體在儲(chǔ)層巖芯表面的鋪展及其驅(qū)油機(jī)理研究[D];西安石油大學(xué);2015年

8 王瑞星;Al_2O_3-H_2O納米流體蓄冷運(yùn)輸箱內(nèi)溫度場(chǎng)特性的研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2015年

9 郭蘅;Al_2O_3-H_2O納米流體的布朗運(yùn)動(dòng)和冰點(diǎn)研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2015年

10 曹遠(yuǎn)哲;氧化石墨烯納米流體的制備及其在太陽(yáng)能熱水器中的應(yīng)用[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

，

本文編號(hào)：956342