导读:本文包含了流固耦合换热论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:板壳式换热器,流体流动,耦合换热,数值模拟
流固耦合换热论文文献综述
袁伍,罗小平,王兆涛,王梦圆[1]（2019）在《板壳式换热器流固耦合换热的数值模拟》一文中研究指出以型号为IPS24的波纹板壳式换热器为研究对象,应用CFD软件ANSYS FLUENT16.0进行流体流动及耦合换热的数值模拟。结果表明:人字形波纹板结构对板壳式换热器传热性能有显着的增强,且能够有效地防止结垢;随着入口流速的增加,总对流传热系数增加,但也会导致压力损失增加,在流速为1.0 m/s时总传热系数达到1 519 W/(m~2·K),冷、热流体进出口压降也分别高达81.2和83.1 kPa。(本文来源于《热能动力工程》期刊2019年10期）
胡瑞[2]（2019）在《基于流固耦合的某发动机排气歧管瞬态换热分析》一文中研究指出车辆发动机排气歧管作为排气系统的重要部件,直接与发动机气缸相连。高温废气直接接触排气歧管内壁面,产生较大的温度梯度与热应力。排气歧管的工作性能会对发动机性能产生很大的影响,甚至对于车辆的正常行驶也会有很大影响。发动机排气歧管的热力学性能和流动性能直接影响着发动机的经济性、动力性和排放特性,因此对其研究的需求日益提高。若其工作过程中在热载荷与热应力的作用下引起漏气或裂纹等问题,会影响发动机工作的状态和效率,因此对排气歧管进行温度场和热应力热应变的计算分析研究是至关重要的。目前多数研究均采用稳态的方法进行计算,瞬态分析的理论知识较少,且分析误差较大。本文研究的模型为某汽油发动机4-1式排气歧管,基于计算流体力学的理论,建立瞬态流固耦合传热模型。首先利用GT-POWER软件对该发动机进行一维建模,并对于该模型进行了误差验证。其中转矩的仿真结果与实验结果对比误差在2.67%;功率的仿真结果与实验结果对比误差在3.5%。将其与STAR-CCM+软件实现耦合,将进气温度与质量流量作为CFD计算的边界条件,解决了瞬态分析中设定动态边界条件的难题。采用瞬态模拟探究发动机排气不同时刻排气歧管内部气体流动状态,稳态各缸压损不均匀度以及出口端流速分布等性能。研究表明,1缸排气时4缸回流明显,2、3缸几乎无回流气体;各缸压损不均匀度为11.5%、19.4%、4.8%和10.2%,出口端面的气流速度较为均匀。对排气歧管进行瞬态流固耦合换热计算,并探究排气歧管内外壁面温度的分布趋势。为了验证网格数量的合理性,做了网格无关性的验证,结果表明112万的网格数量满足要求。研究了散热对排气歧管热温度场的影响,结果表明节点温度值与外壁面换热系数程负相关的趋势,且最高温度下降的幅度比最低温度下降的幅度小,因此判断散热对于温度场的影响作用显着。针对瞬态温度场下的热应力、热变形进行计算,并对于原始模型进行了改进。对排气歧管的热疲劳寿命进行了估算,并给出了一般的定性分析。结果表明,排气歧管出口端与法兰盘连接处热应力最高,但不会因为较大热应力集中而发生开裂失效。改进模型的热应力、热变形量相比于原始模型均有所减小,疲劳寿命有所增加。其中最大热应力减小了21MPa,降幅为8.5%;最大热应变减小了0.07mm,占4%,疲劳寿命提高了约1100次。本研究通过一整套的流程对于排气歧管进行了全方面的分析,为排气歧管的设计与改进提供了有效方法,具有一定的参考意义。(本文来源于《重庆理工大学》期刊2019-03-25）
罗小平,王梦圆,袁伍,甘兵[3]（2019）在《基于ANSYS的板壳式换热器板芯流固耦合模拟分析》一文中研究指出采用ANSYS Workbench协同仿真平台对板壳式换热器中板芯壳程板片进行流固耦合分析,应用流固耦合的CFD模拟方法考虑了板芯与传热介质的相互影响。该研究区别于其他理想化刚性模型进行的板芯传热流动力学模拟分析,是通过有限元算法设置,精准描述了换热过程中换热介质和板芯的相互作用。并通过对板芯的变形、温度和等效压力的设置,分析不同工况条件下各因素对板壳式换热器中板芯的作用效果与影响方式。(本文来源于《化工机械》期刊2019年01期）
丁文杰,郭海兵,黄洪文,郭斯茂[4]（2019）在《湍流模型对瞬态流固耦合换热数值模拟影响分析》一文中研究指出采用ANSYS Fluent程序建立了固体加热功率指数增长的气体冷却模型,分析了瞬态过程中的流动传热特性,通过数值模拟结果与3组实验数据进行对比,研究了标准k-ε模型、标准k-ω模型、过渡SST模型和RSM模型4种典型湍流模型对瞬态过程中流固耦合换热数值模拟结果的影响。通过分析发现:热负载指数提升过程中,热功率一部分用于对流换热,而另一部分仍留在固体内,且热功率提升速率越高,对流换热的占比越低;采用不同湍流模型模拟出的等效表面热流密度均低于实验值,且采用ε类湍流模型的模拟结果与实验数据更接近。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2019年02期）
杨云朋,吕国录,张军[5]（2018）在《油水板式换热器流固耦合分析》一文中研究指出为了研究板式换热器流固耦合问题,对油水板式换热器的换热特性及流动特性进行了实验及数值模拟。运用Fluent软件,建立与实验元件波纹参数相同的简化几何模型进行模拟分析,验证数值模拟的可靠性。模拟结果在传热性能与流动阻力方面与实验结果吻合较好。在此基础上,考虑波纹板片的受力,对换热器进行了流固耦合计算,获得了不同工况下板片的应变分布。流固耦合结果表明,当油液黏度较高时,板片所受作用力较大,因此,换热器设计时应综合考虑换热性能、流动阻力及板片的受力问题。(本文来源于《化学工程》期刊2018年07期）
缪洪康,陈玉爽,吕刘帅,王晓,许光第[6]（2018）在《基于双向流固耦合的换热管流致振动分析》一文中研究指出为研究管壳式熔盐空气换热器U型管弯管段受空气冲击诱导振动响应特性,依托中国科学院战略性先导科技专项——钍基熔盐堆核能系统(Thorium Molten Salt Reactor,TMSR)综合仿真实验平台,采用单管双向流固耦合方法进行仿真。计算加速度值与实验值较为吻合,误差范围为-12%~15%,证明了单管双向流固耦合方法分析换热管流致振动问题的可行性。数值模拟还表明:流致振动具有在初始0.06 s时间内空气流动和传热管位移趋于稳定和外扩-回弹的周期性变化等特征,最终将在一微小区间内做"8"字往复运动。(本文来源于《核技术》期刊2018年05期）
文键,李科,刘育策,吴孟琛,王斯民[7]（2018）在《利用流固耦合分析的板翅式换热器锯齿型翅片多目标优化》一文中研究指出采用数值模拟方法,从流固耦合的角度,对板翅式换热器常用的锯齿型翅片进行了流动、换热和承压能力等综合性能的分析及结构优化。通过分析基于多组参数点计算结果生成的Full2nd-Order Polynomial响应平面,研究了翅高、翅厚、翅距、节距对翅片流动、换热及应力分布的影响。在此基础上,结合响应面和多目标遗传算法,选取j因子、f因子和最大应力作为目标函数,对锯齿型翅片进行多目标优化,提出了3种优化翅片结构,并将初始结构与优化结构进行了对比。结果表明:最大应力位于第1排翅片直角边和隔板相连的部位,翅片节距对换热影响最大,翅厚对流动阻力影响最大,而翅片间距和翅厚对应力影响最大;优化结构3相对于常用结构的热性能因子增加了10.62%,最大应力减少了7.9%。研究结果为板翅式换热器锯齿型翅片的优化设计提供了理论指导。(本文来源于《西安交通大学学报》期刊2018年02期）
戚振,陆斌,刘亮亮[8]（2015）在《基于流固耦合的管壳式换热器热力学计算研究》一文中研究指出针对管壳式换热器存在的由于管壳程温差过大而在管板等处产生过大应力梯度的问题,建立典型换热器单元,基于流固耦合和传热理论,采用有限元法和有限体积法,分析研究管壳式换热器的传热特点、流体动力学特性以及管壳式换热器筒体、管板、管箱等结构的温度分布特点。并以此作为温度载荷,研究换热器金属结构的热应力分布情况,取不同路径观察换热器应力集中区域的应力变化,得出换热管、管板以及筒体连接区域的应力分布特性,实现了换热器流体流动、耦合传热以及应力计算的综合分析。(本文来源于《山东化工》期刊2015年17期）
吴倩文,张敬晨,白书战,胡玉平[9]（2015）在《考虑沸腾换热的柴油机缸盖流固耦合传热分析》一文中研究指出以CFD软件Fluent和FEA软件ABAQUS为仿真计算平台,建立了柴油机气缸盖与冷却水腔所组成的流固耦合传热模型,进行了流体与固体之间的传热仿真模拟。为反映沸腾换热的影响,基于单相流沸腾换热模型编写相关子程序,并嵌入到Fluent软件中。结果表明:与不考虑沸腾传热的单相流对流传热计算结果相比,沸腾换热可有效强化缸盖冷却水套内的传热,降低缸盖的高热负荷。(本文来源于《农业装备与车辆工程》期刊2015年08期）
朱雨[10]（2015）在《内外充液换热管流体诱导振动双向流固耦合作用机理的数值模拟研究》一文中研究指出流体诱导振动和管壁水击作用往往是导致换热器流动诱导失效的关键因素,而流体诱导振动和管壁水击作用取决于其流固双向耦合作用。然而管壁近流场突变会诱发换热管的流体诱导振动,而伴随流体诱导振动产生的管壁边界振动变形运动又会促使管壁近流场加速突变,这两种运动的相互耦合使得换热管流固双向耦合作用动力学行为极为复杂,而揭示内外充液换热管流体诱导振动的双向流固耦合作用机理是建立管壳式换热器流体诱导振动失效理论的前提,然而至今内外充液换热管流体诱导振动的双向流固耦合作用的数值模拟在工程上仍是一项技术挑战,相关研究罕见报道,其双向流固耦合机理至今尚未完全弄清。针对这一工程背景,本文建立了内外充液换热管双向流固耦合作用的理论模型和数值模拟方法,研究了内外充液换热管流体诱导振动的双向流固耦合的作用机理,明晰了其关键调控参数,为建立换热器流动诱导失效理论奠定了理论基础。本文主要取得以下成果:(1)针对内外充液换热管流体诱导振动双向流固耦合作用过程,经合理简化与假设,并基于任意拉格朗日-欧拉法(Arbitrary Lagrangian Eulerian),建立了描述内外充液换热管流体诱导振动双向流固耦合作用过程的全叁维理论模型。(2)空管干法模态分析和流固耦合湿模态分析对比研究表明:两种模态分析的固有频率和模态振型存在明显差异,流固耦合湿模态分析的固有频率值普遍低于空管干法模态分析值,二者相差高达37%至54%,目前国内外广泛采用的传统空管干法模态分析不能真实反映内外充液换热管的流体诱导振动的动力学特性和振动模态。(3)首次提出了内外充液管固有频率受控于流体重力作用和流固耦合作用,且随着流体重力作用和流固耦合作用的增加而降低的机理科学假设,并通过流体重力作用和流固耦合作用对流固耦合模态分析固有频率影响规律的模拟研究,验证了该科学假设的正确性。(4)通过数值模拟研究建立了内外充液换热管流体诱导振动的动力学响应与关键影响参数的关联关系,研究结果表明其动力学响应随着脉动流频率和振幅的增加而增大,且双向流固耦合作用下内外充液换热管的动力学响应明显大于单向流固耦合作用下内外充液换热管。(5)提出了内外充液换热管流体诱导振动动力学响应受控于流固双向耦合作用诱发的壁面水击压力,而其水击压力主要取决于进口流速的突变和管壁边界振动变形运动,且随着进口流速的突变和管壁边界变形运动的增大而增大的动力学响应机理假设。(6)揭示了内外充液换热管流固双向耦合作用机理,研究结果表明随着脉动流频率和振幅的增加,进口流速的突变越大,会诱发内外充液换热管流体诱导振动增强,而流体诱导振动伴随的换热管壁面边界振动变形运动又会诱发双向流固耦合换热管近壁速度场的突增,这必然进一步使换热管内外液体对管壁的水击压力增大。由于流体的脉动流动运动诱发管壁发生变形运动,而管壁的变形运动又会促使管壁近流场突然加速,正是流体的脉动流动运动和管壁边界振动变形运动的相互耦合作用使得双向流固耦合换热管内外流体对管壁的水击作用随着脉动流频率和振幅的增加而增强。(7)准确预测内外充液换热管流体诱导振动的动力学响应的理论前提是建立描述内外充液换热管双向流固耦合的理论及数值模拟方法,以真实反映换热管壁面边界振动变形运动对壁面近流场的反向作用。而目前国内外广泛采用的单向流固耦合方法预测的动力学响应比双向流固耦合预测的动力学响应小2至4.87倍,是不安全的。(本文来源于《南昌大学》期刊2015-06-30）
流固耦合换热论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
车辆发动机排气歧管作为排气系统的重要部件,直接与发动机气缸相连。高温废气直接接触排气歧管内壁面,产生较大的温度梯度与热应力。排气歧管的工作性能会对发动机性能产生很大的影响,甚至对于车辆的正常行驶也会有很大影响。发动机排气歧管的热力学性能和流动性能直接影响着发动机的经济性、动力性和排放特性,因此对其研究的需求日益提高。若其工作过程中在热载荷与热应力的作用下引起漏气或裂纹等问题,会影响发动机工作的状态和效率,因此对排气歧管进行温度场和热应力热应变的计算分析研究是至关重要的。目前多数研究均采用稳态的方法进行计算,瞬态分析的理论知识较少,且分析误差较大。本文研究的模型为某汽油发动机4-1式排气歧管,基于计算流体力学的理论,建立瞬态流固耦合传热模型。首先利用GT-POWER软件对该发动机进行一维建模,并对于该模型进行了误差验证。其中转矩的仿真结果与实验结果对比误差在2.67%;功率的仿真结果与实验结果对比误差在3.5%。将其与STAR-CCM+软件实现耦合,将进气温度与质量流量作为CFD计算的边界条件,解决了瞬态分析中设定动态边界条件的难题。采用瞬态模拟探究发动机排气不同时刻排气歧管内部气体流动状态,稳态各缸压损不均匀度以及出口端流速分布等性能。研究表明,1缸排气时4缸回流明显,2、3缸几乎无回流气体;各缸压损不均匀度为11.5%、19.4%、4.8%和10.2%,出口端面的气流速度较为均匀。对排气歧管进行瞬态流固耦合换热计算,并探究排气歧管内外壁面温度的分布趋势。为了验证网格数量的合理性,做了网格无关性的验证,结果表明112万的网格数量满足要求。研究了散热对排气歧管热温度场的影响,结果表明节点温度值与外壁面换热系数程负相关的趋势,且最高温度下降的幅度比最低温度下降的幅度小,因此判断散热对于温度场的影响作用显着。针对瞬态温度场下的热应力、热变形进行计算,并对于原始模型进行了改进。对排气歧管的热疲劳寿命进行了估算,并给出了一般的定性分析。结果表明,排气歧管出口端与法兰盘连接处热应力最高,但不会因为较大热应力集中而发生开裂失效。改进模型的热应力、热变形量相比于原始模型均有所减小,疲劳寿命有所增加。其中最大热应力减小了21MPa,降幅为8.5%;最大热应变减小了0.07mm,占4%,疲劳寿命提高了约1100次。本研究通过一整套的流程对于排气歧管进行了全方面的分析,为排气歧管的设计与改进提供了有效方法,具有一定的参考意义。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
流固耦合换热论文参考文献
[1].袁伍,罗小平,王兆涛,王梦圆.板壳式换热器流固耦合换热的数值模拟[J].热能动力工程.2019
[2].胡瑞.基于流固耦合的某发动机排气歧管瞬态换热分析[D].重庆理工大学.2019
[3].罗小平,王梦圆,袁伍,甘兵.基于ANSYS的板壳式换热器板芯流固耦合模拟分析[J].化工机械.2019
[4].丁文杰,郭海兵,黄洪文,郭斯茂.湍流模型对瞬态流固耦合换热数值模拟影响分析[J].原子能科学技术.2019
[5].杨云朋,吕国录,张军.油水板式换热器流固耦合分析[J].化学工程.2018
[6].缪洪康,陈玉爽,吕刘帅,王晓,许光第.基于双向流固耦合的换热管流致振动分析[J].核技术.2018
[7].文键,李科,刘育策,吴孟琛,王斯民.利用流固耦合分析的板翅式换热器锯齿型翅片多目标优化[J].西安交通大学学报.2018
[8].戚振,陆斌,刘亮亮.基于流固耦合的管壳式换热器热力学计算研究[J].山东化工.2015
[9].吴倩文,张敬晨,白书战,胡玉平.考虑沸腾换热的柴油机缸盖流固耦合传热分析[J].农业装备与车辆工程.2015
[10].朱雨.内外充液换热管流体诱导振动双向流固耦合作用机理的数值模拟研究[D].南昌大学.2015