本文關鍵詞：外部能量源作用下多孔介質相變傳熱傳質耦合計算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多孔介質傳熱傳質的研究由來已久，隨著科學技術的基本和人類應用以及探索領域的不斷深入和寬廣，外部強能量源作用下多孔介質相變過程中傳熱傳質過程逐漸進入人們的視野，在不同的工程和研究領域，，外部能量作用下含濕多孔介質相變有著不同的形式和應用。本文在前人研究非飽和多孔介質傳熱傳質并且涉及相變的基礎上加入了外部強能量源，研究了各種物理參量對多孔介質傳熱傳質的響應機理，對前人建立的有關多孔介質傳熱傳質的各種數(shù)學模型加以對比和分析，根據(jù)本文的研究背景選擇合適的數(shù)學模型進行模擬和仿真，并對照模擬結果改進結合模型和數(shù)學控制方程，進一步得到適合的模型。本文的主要研究對象時航天飛行器再入大氣層時受到急劇的氣動加熱的情況下，其金屬熱防護系統(tǒng)的物理參量的變化和相互之間的響應原理，本文的主要內容分為： 通過分析和對比，建立適合外部強能量源作用下多孔介質傳熱傳質的控制方程組；使用COMSOL多物理場處理軟件對建立的模型進行模擬仿真；考慮多孔介質的不同幾何參量和物理參量對于模型的影響；分析初步仿真結果，對幾何模型和物理模型進行改進；與參考文獻進行比對，驗證模型的正確性；提出進一步的改進意見和建議。 本文的主要研究創(chuàng)新點在于： （1）首先對于激光等強外部能量源作用多孔介質的情況，提出了考慮輻射效應的方案和方法并對該方法進行了仿真，分析了輻射對于多孔介質傳熱傳質模型的影響，并給出了如何考慮輻射效應的建議； （2）對體積膨脹系數(shù)等參量對于模型的影響進行了具體的考慮和分析，以此為基礎說明了在多孔介質傳熱傳質問題的復雜性和非線性; （3）對基于孔隙率的傳熱傳質控制方程在微觀層面進行了仿真模擬，提出了作用孔隙率的概念，并以此為基礎對模型進行了重新仿真和模擬，得到了和實際吻合很好的結果。 （4）提出了多孔介質在外部能量源作用下，相變區(qū)間宏觀上表現(xiàn)為沿著外部能量的傳輸方向向前推進，微觀上相變區(qū)域內物質的溫度在相變臨界溫度附近不停震蕩，這對微尺度等物質的傳輸和傳熱具有很大的指導意義。
【關鍵詞】：多孔介質 傳熱傳質 相變
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 本課題的研究目的和意義8-9
• 1.2 多孔介質研究發(fā)展及展望9-14
• 1.2.1 研究發(fā)展過程9-11
• 1.2.2 研究現(xiàn)狀及問題11-14
• 1.3 本文的研究內容14-16
• 第2章 多空介質相變過程傳熱傳質機理研究16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 多孔介質的基本參量16-20
• 2.2.1 孔隙率16-17
• 2.2.2 滲透率17-18
• 2.2.3 飽和度18-19
• 2.2.4 導熱系數(shù)19-20
• 2.2.5 比熱容20
• 2.3 多孔介質的傳熱傳質理論20-26
• 2.3.1 多孔介質研究的基本方法21-24
• 2.3.2 多空介質傳熱過程24
• 2.3.3 多孔介質傳質過程24-26
• 2.4 多孔介質的傳熱傳質數(shù)學基礎[26-30]26-30
• 2.4.1 飽和多孔介質傳熱傳質控制方程[30-35]26-29
• 2.4.2 非飽和多孔介質傳熱傳質控制方程[36-41]29-30
• 2.5 小結30-31
• 第3章 外部能量源作用下多孔介質相變過程宏觀尺度研究31-55
• 3.1 模型的數(shù)學表達31-35
• 3.1.1 模型假設31-32
• 3.1.2 模型的控制方程32-35
• 3.2 多孔介質模型35-39
• 3.2.1 模型的尺寸和結構35-37
• 3.2.2 模型的物理參量的設定37-39
• 3.3 二維模型結果及分析39-51
• 3.3.1 恒定外部能量源作用下39-42
• 3.3.2 瞬態(tài)外部能量源作用下42-51
• 3.4 三維模型結果及分析51-54
• 3.4.1 恒定外部能量源作用下51-54
• 3.4.2 瞬態(tài)外部能量源作用下54
• 3.5 小結54-55
• 第4章 外部能量源作用下多孔介質相變過程微觀尺度研究55-67
• 4.1 模型的數(shù)學表達55-57
• 4.1.1 模型假設55-56
• 4.1.2 模型的控制方程56-57
• 4.2 實際微觀多孔介質模型57-61
• 4.2.1 模型的尺寸和結構57-59
• 4.2.2 模型物理參量的設定59
• 4.2.3 結果分析59-61
• 4.3 簡化微觀多孔介質模型61-65
• 4.3.1 模型的尺寸和結構62-63
• 4.3.2 模型物理參量的設定63
• 4.3.3 結果分析63-65
• 4.4 改進宏觀多孔介質模型65-66
• 4.5 小結66-67
• 結論67-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 金仁喜,淮秀蘭;多孔介質高強度傳熱傳質的理論研究[J];工程熱物理學報;2005年S1期

2 雷樹業(yè),鄭貫宇;含濕多孔介質傳熱傳質三參數(shù)滲流模型研究方法[J];清華大學學報(自然科學版);1997年02期

3 劉芳;陳寶明;王麗;;多孔介質對封閉腔體內對流傳熱傳質的影響[J];山東大學學報(工學版);2011年01期

4 金仁喜;淮秀蘭;;瞬態(tài)高強加熱條件下含濕多孔介質傳熱傳質模型研究[J];海軍工程大學學報;2007年01期

5 李棟;程鋒利;李賢宇;;非均勻內熱源對多孔介質內復合對流傳熱傳質的數(shù)值研究[J];計算機與應用化學;2011年03期

6 盧濤,沈勝強,劉曉華;多孔介質對流干燥過程數(shù)值模擬[J];大連理工大學學報;2005年04期

7 盧濤,沈勝強,葛玉林;含濕毛細多孔介質濕區(qū)相變傳熱傳質干燥三方程模型[J];太陽能學報;2003年05期

8 于航;王小林;;混凝土多孔介質等溫吸濕過程的數(shù)值模擬[J];能源技術;2007年03期

9 路勇，咸海峰，劉偉軍;多孔介質干燥過程傳熱傳質分析[J];電機與控制學報;1994年03期

10 陳寶明，王補宣，方肇洪;多孔介質自然對流中溫度梯度與濃度梯度的相互耦合[J];工程熱物理學報;1995年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉雪梅;許友生;;格子Boltzman方法研究豎直多孔介質板內混合對流傳熱傳質問題[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 張鵬;李英;董鳳蘭;;多孔介質中泡沫的產(chǎn)生和運移[A];中國化學會第十屆膠體與界面化學會議論文摘要集[C];2004年

3 郭尚平;于大森;吳萬娣;;生物臟器的孔隙率[A];全國第一屆生物力學學術會議論文匯編[C];1981年

4 張德會;李健康;;多孔介質滲透率在金屬成礦學研究中的意義[A];固體地球系統(tǒng)復雜性與地質過程動力學學術討論會論文摘要集[C];2004年

5 譚文長;;黏彈性流體在多孔介質內的自然對流[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（上）[C];2007年

6 李麗;陶果;戴世坤;;彈性波對多孔介質電導率的瞬態(tài)影響[A];2000年中國地球物理學會年刊——中國地球物理學會第十六屆年會論文集[C];2000年

7 陳瑜;蔡慶東;;基于樹網(wǎng)格的格子玻爾茲曼方法及其在滲流等問題中的應用[A];第五屆全國青年計算物理學術交流會論文摘要[C];2008年

8 李敏杰;王煤;余徽;紀平均;許峰;;豎直環(huán)形多孔介質封閉腔體內的自然對流傳熱傳質[A];第一屆全國化學工程與生物化工年會論文摘要集(上)[C];2004年

9 郭尚平;于大森;吳萬娣;;生物臟器多孔介質的孔徑分布和比面[A];全國第一屆生物力學學術會議論文匯編[C];1981年

10 陳益峰;周創(chuàng)兵;井蘭如;;THM耦合條件下多孔介質的多相流傳輸過程[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 中國農(nóng)業(yè)大學工學院 劉相東;多孔介質干燥理論與應用并行[N];中國化工報;2007年

2 饒文濤;多孔介質燃燒新技術及應用[N];世界金屬導報;2009年

3 饒文濤;新一代燃燒技術——多孔介質燃燒[N];中國冶金報;2009年

4 特約記者　 王振江 馬立玫 盛玉奎;華北采油五廠稠油油藏實現(xiàn)規(guī)模化開采[N];中國石油報;2006年

5 齊欣;特色：立校之本[N];中國教育報;2003年

6 尹萬珠;森林與水的關系：縫隙現(xiàn)象和合力水運動（上）[N];科技日報;2002年

7 劉偉　高建敏;腳踏實地 從細微做起[N];科技日報;2010年

8 本報記者 任荃;“綠色”頭腦左右創(chuàng)新行動[N];文匯報;2009年

9 記者 路平;華工研發(fā)出一項節(jié)能新裝備[N];廣東科技報;2009年

10 王紅;精餾技術國家工程中心優(yōu)勢凸顯[N];中國化工報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 榮伏梅;基于格子Boltzmann方法的多孔介質REV尺度的流動與強化傳熱研究[D];華中科技大學;2011年

2 紀朝鳳;疏水締合水溶性聚合物在多孔介質中締合機理研究[D];西南石油學院;2004年

3 鄧洋波;多孔介質內往復流動下超絕熱燃燒的實驗和數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學;2004年

4 李守德;不可逆熱力學理論在多孔介質滲流問題中的應用研究[D];浙江大學;2003年

5 史玉鳳;多孔介質對太陽池性能影響的研究[D];大連理工大學;2011年

6 劉慧;多孔介質內預混氣體燃燒的實驗和數(shù)值模擬研究[D];東北大學;2010年

7 楊滿平;油氣儲層多孔介質的變形理論及應用研究[D];西南石油學院;2004年

8 凌忠錢;多孔介質內超絕熱燃燒及硫化氫高溫裂解制氫的試驗研究和數(shù)值模擬[D];浙江大學;2008年

9 郭霄怡;分數(shù)階微積分在量子力學和非牛頓流體力學研究中的某些應用[D];山東大學;2007年

10 李賓飛;氮氣泡沫調驅技術及其適應性研究[D];中國石油大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉晗;外部能量源作用下多孔介質相變傳熱傳質耦合計算[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

2 馬世虎;往復流動下預混合氣體在多孔介質中超絕熱燃燒的數(shù)值模擬[D];大連理工大學;2004年

3 李敏杰;豎直環(huán)隙間多孔介質中自然對流傳熱傳質的數(shù)值研究[D];四川大學;2005年

4 景貴成;低滲透油藏多孔介質特征及模擬[D];大慶石油學院;2002年

5 李昊;往復式多孔介質燃燒器的試驗研究[D];浙江大學;2004年

6 劉雅寧;熱氣機回熱器內流動和傳熱特性的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

7 肖恒;基于毛細管低壓氣體傳質理論的微波冷凍干燥研究[D];天津大學;2006年

8 孫苗苗;油藏多孔介質中蒸汽流動與傳熱本構關系研究[D];大慶石油學院;2009年

9 李瑞川;多孔介質滲流、干燥特性的分形研究[D];昆明理工大學;2012年

10 孫李寧;玄武巖纖維在低溫下的蓄冷特性試驗研究[D];蘭州理工大學;2008年

  本文關鍵詞：外部能量源作用下多孔介質相變傳熱傳質耦合計算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：433437