分形流道论文_康东亮,沈文豪,赵亚溥

导读:本文包含了分形流道论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:分形,质子,数值,燃料电池,希尔伯特,标度,性能。

分形流道论文文献综述

康东亮,沈文豪,赵亚溥^[1]（2019）在《微反应器分形流道中物质利用效率优化研究》一文中研究指出自然界广泛存在的分形流道能够实现物质的高效率输运和利用,对分形流道的研究在医学、化学以及社会学等诸多领域具有非常重要的意义.本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,从物质最优化利用角度出发,讨论分形流道中各级流道的作用和末端流道发育极限.研究结果表明,随着流道内Péclet数(Pe)不断增大,流道内物质利用率先增大后减小,可分为3种状态:对流限制状态、过渡状态和扩散限制状态.过渡状态对应的物质利用率最高,而扩散限制状态下物质输运速率最大.不同限制状态下,影响物质利用率的因素不同,物质利用率与Pe数分别呈现不同标度关系.通过优化算法获得分形流道和其流场信息,与局部分析结果对比发现,流道从初级向末端发育过程中,流道逐级收窄, Pe数降低,流体状态从扩散限制状态逐步转变为过渡状态.综合上述分析,分形流道中物质输运和利用分别在初级流道和末级流道中完成,各层级分工协作高效率地完成输运和利用的任务,并且过渡状态是流道发育的最优极限.本文的研究结果有助于对分形流道的深入理解,可为页岩油气缝网设计、高效催化反应器设计以及高灵敏传感器设计等应用领域提供理论指导.(本文来源于《中国科学:技术科学》期刊2019年10期）

毛潘泽^[2]（2013）在《树状分形微流道PEMFC传递过程研究》一文中研究指出质子交换膜燃料电池因为其具有能量转化率高、无污染、启动快等优点而具有可观的市场应用前景。对树状分形微流道PEMFC内部物质传递过程进行数值分析,能更清楚的了解电池性能,可以为其以后在结构参数以及性能的优化上提供帮助,因此具有重要的应用价值和理论意义。本文对树状分形微流道PEMFC的叁维两相等温模型的物质传递过程进行了数值计算,分别研究了其稳态传递特性以及启动时刻的瞬态传递响应特性,主要讨论了氧气浓度分布、水蒸气浓度分布、液态水浓度分布、膜中的水含量以及电流密度分布等。本文主要内容如下:(1)建立了 Y型树状分形微流道PEMFC数值模型,并对其稳态传递特性进行了研究。分别从电池在大电流密度下和小电流密度下的情况来分析,并且与开孔率和活化面积相同的传统直微流道PEMFC进行对比,结果表明树状分形微流道燃料电池的物质传递总体性能要比传统直微流道燃料电池模型好。(2)对Y型树状分形微流道PEMFC数值模型进行瞬态物质传递特性的研究。质子交换膜燃料电池在启动、工作以及停止时都要求有快速的响应时间,特别是启动时的物质传递过程对电池的性能有重要的影响。对树状分形微流道PEMFC瞬态传递响应特性的研究表明:电池启动时刻氢气、氧气在扩散层与催化剂层的界面处达到平衡的时间都很短,满足质子交换膜燃料电池的快速启动条件;电池电流密度达到稳定的时间主要取决于氧气在扩散层和催化剂层上浓度场稳定的时间。(3)对树状分形微流道PEMFC单电池进行了实验测试。数值计算和实验测试所得到的极化曲线和功率密度曲线有所偏差,但是偏差不是很大,曲线的总体趋势相同。在测试中电池电流密度随电压的变化情况和电流密度随氢气化学计量比的变化情况相对于数值计算值要偏小一点,而电流密度重新达到稳定的时间都要比数值计算的时间要大。(本文来源于《浙江工业大学》期刊2013-10-01）

吴懋亮,黄晓薇,刘骥远^[3]（2013）在《质子交换膜燃料电池希尔伯特分形流道的设计和工作性能研究》一文中研究指出质子交换膜燃料电池是一种以氢气为燃料,将化学能直接转换成电能的装置。本文研究了希尔伯特流道的设计方法,并通过数值计算和实验测试,对比分析了单希尔伯特、复合希尔伯特流道与传统的平行流道和蛇形流道在水分分布、内部压降、温度影响以及燃料电池的输出电流的关系。研究表明,希尔伯特流道,尤其是复合希尔伯特流道适合作为燃料电池的流道,可以获得良好的工作性能。(本文来源于《华东电力》期刊2013年04期）

杨培岭,闫大壮,任树梅,李云开^[4]（2007）在《滴头分形流道抗堵塞结构优化的数值研究》一文中研究指出滴头分形流道以其具备分形特征的边界条件紊乱了内部水流,使水流压能充分消耗, 保持了滴头较低的流态指数,其水力性能方面的优越性在试验中已经得到了验证。流道的堵塞问题一直是抑止滴灌技术发展的主要瓶颈,针对这一缺点,本文采用计算流体力学(CFD) 方法对滴头分形流道内水流运动情况进行数值模拟,凭借其可视化优势,提出了以消除流道内的边界低速区域为目标。提出灌水器流道抗堵塞性能的一般方法并用以修正流道结构。优化后的流道内边界速度明显提高,冲刷效果明显,抗堵塞能力提高,同时保持了较好的水力性能,在某种程度上达到了水力性能与抗堵塞性能的统一。本研究完善了灌水器分形流道设计理论,对于弥补国内在灌水器流道抗堵塞设计理论上空白提供了基础性依据。(本文来源于《2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集》期刊2007-08-01）

李云开,杨培岭,任树梅,雷显龙,吴显斌^[5]（2007）在《分形流道设计及几何参数对滴头水力性能的影响》一文中研究指出在迷宫流道设计中引入分形理论,借助分形理论描述复杂现象的能力来构造不同复杂程度的分形体,利用分形曲线构造比欧氏几何更为复杂的流道边界。试验结果表明分形流道较迷宫式流道更能降低滴头的流态指数。采用通径分析结果表明,流道横断面面积、流道长度是影响滴头流量系数的主要因素,而其他因素影响较小;利用支持矢量机(Support vector machine,SVM)回归分析建立的流量系数与流道面积、长度的关系模型达极显着相关水平。分形流道的流态指数与流道几何参数变化不敏感,真正实现了全紊流滴头的设计,为滴头流道设计提供了一种新的思路与方法。(本文来源于《机械工程学报》期刊2007年07期）

杨培岭,李云开,任树梅^[6]（2006）在《全紊流滴灌灌水器设计开发的思路与方法——以分形流道设计为例》一文中研究指出随着现代计算机技术的高速发展,CAD和CFD的综合运用已成为流体机械研究的发展趋势。通过对目前滴头设计开发技术流程进行深入分析的基础上,从系统的角度出发,构建了基于CAD-CFD联合应用和滴头平面模型的分形流道设计开发技术平台,其基本思路是在CAD设计和辅助建模的基础上推进滴头流道CFD分析,利用CFD的结果评价CAD设计,并详细阐述了平台的关键技术内容,对于形成我国具有自主知识产权而水力性能与抗堵塞性能俱佳的滴头具有重要意义。(本文来源于《中国水利学会2006学术年会论文集（农村水利与社会主义新农村建设）》期刊2006-10-01）

李云开,杨培岭,任树梅,吴显斌,杨玲^[7]（2005）在《滴头分形流道设计开发平台构建及其关键技术内容》一文中研究指出随着现代计算机技术的高速发展,CAD和CFD的综合运用已成为流体机械研究的发展趋势。本文在对目前滴头设计开发技术流程进行深入分析的基础上,从系统的角度出发,构建了基于CAD—CFD联合应用、滴头平面模型的分形流道设计开发技术平台,其基本思路是在CAD设计和辅助建模的基础上推进滴头流道CFD的研究,利用CFD的结果评价CAD设计,并详细阐述了平台的关键技术内容,对于形成我国具有自主知识产权而水力性能与扰堵塞性能俱佳的滴头具有重要意义。(本文来源于《中国水利学会第二届青年科技论坛论文集》期刊2005-11-01）

李云开^[8]（2005）在《滴头分形流道设计及其流动特性的试验研究与数值模拟》一文中研究指出滴头是滴灌系统最关键的部件之一,我国设计主要是以引进和仿制为主,国内还没有一种具有自主知识产权而水力性能和抗堵塞性能俱佳的滴头,究其原因主要是缺乏流道设计理论指导。本文就是利用分形几何理论构造滴头流道,并将数字式粒子图像测速技术(DPIV)、平面激光诱导技术(PLIF)、计算流体动力学(CFD)理论应用于流道研发中,形成了滴头分形流道设计理论和平台,主要的研究内容与成果包括: 建立了基于CAD-CFD联合运用、滴头平面模型的滴头分形流道技术开发平台,提出了基于AutoCAD技术和读数显微镜联合应用的滴头流道几何参数测试方法。 基于分形几何构造复杂分形体的能力以及紊流本质的分形特征,创造性地利用Koch、Minkowski曲线为中心线或边界线构建了能够满足滴头制造的分形流道,实现了滴头流道的全紊流设计。经通径分析发现分形流道流量系数主要与流道横截面面积、流道长度有关;流道几何参数对流态指数影响微小,可以忽略不计,流态指数主要与流道结构形式有关。经量纲分析和圆管紊流理论分析表明流道内部流动的雷诺数R_e对流道摩阻系数λ影响很小,可以忽略不计;λ随R~(D_f)/L_n的增加而线性增加,对于滴头流道这种连续扰动引起的水头损失符合线性迭加规律。 探索性的利用显微镜物镜改装CCD相机构建了滴头流道流场的DPIV测试系统,并合作研发了DPIV示踪的荧光粒子,实现了DPIV技术与PLIF技术的结合,成功解决了流道内流动PIV测试中的图像分辨率与拍摄区域间的矛盾问题以及图像噪声干扰,国内外首次在滴头流道流动研究中实现了全场无扰测试。测试结果表明:在1.0-15.0m压力范围内分形流道与迷宫式流道内部流动为紊流,并未呈现出流态转捩行为,其主要是由于滴头流道边界复杂,更有利于水流从层流向紊流的转变;两种分形流道都存在一定的流动滞止区。 借助所构建的DPIV系统以及CFD方法对迷宫式流道内部断面平均流速以及高速区与二次流动区的大小和分布等进行研究,表明CFD数值模拟方法在滴头流道这种临界尺度流体流动研究中是适用的,并能够较为准确的预报滴头的流量-压力关系。 CFD数值模拟结果表明分形流道的紊流强度比迷宫流道的紊流强度要高,构建分形流道是同时提高水力性能和抗堵塞性能的有效途径之一。借助CFD数值试验研究提出了基于流道内部流速分布的常规滴灌和微重力滴灌用滴头分形流道优化设计方法,并建立了面向不同流量需求的滴头分形流道成型设计模式。(本文来源于《中国农业大学》期刊2005-06-01）

分形流道论文开题报告

（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：

质子交换膜燃料电池因为其具有能量转化率高、无污染、启动快等优点而具有可观的市场应用前景。对树状分形微流道PEMFC内部物质传递过程进行数值分析,能更清楚的了解电池性能,可以为其以后在结构参数以及性能的优化上提供帮助,因此具有重要的应用价值和理论意义。本文对树状分形微流道PEMFC的叁维两相等温模型的物质传递过程进行了数值计算,分别研究了其稳态传递特性以及启动时刻的瞬态传递响应特性,主要讨论了氧气浓度分布、水蒸气浓度分布、液态水浓度分布、膜中的水含量以及电流密度分布等。本文主要内容如下:(1)建立了 Y型树状分形微流道PEMFC数值模型,并对其稳态传递特性进行了研究。分别从电池在大电流密度下和小电流密度下的情况来分析,并且与开孔率和活化面积相同的传统直微流道PEMFC进行对比,结果表明树状分形微流道燃料电池的物质传递总体性能要比传统直微流道燃料电池模型好。(2)对Y型树状分形微流道PEMFC数值模型进行瞬态物质传递特性的研究。质子交换膜燃料电池在启动、工作以及停止时都要求有快速的响应时间,特别是启动时的物质传递过程对电池的性能有重要的影响。对树状分形微流道PEMFC瞬态传递响应特性的研究表明:电池启动时刻氢气、氧气在扩散层与催化剂层的界面处达到平衡的时间都很短,满足质子交换膜燃料电池的快速启动条件;电池电流密度达到稳定的时间主要取决于氧气在扩散层和催化剂层上浓度场稳定的时间。(3)对树状分形微流道PEMFC单电池进行了实验测试。数值计算和实验测试所得到的极化曲线和功率密度曲线有所偏差,但是偏差不是很大,曲线的总体趋势相同。在测试中电池电流密度随电压的变化情况和电流密度随氢气化学计量比的变化情况相对于数值计算值要偏小一点,而电流密度重新达到稳定的时间都要比数值计算的时间要大。

（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。

分形流道论文参考文献

[1].康东亮,沈文豪,赵亚溥.微反应器分形流道中物质利用效率优化研究[J].中国科学:技术科学.2019

[2].毛潘泽.树状分形微流道PEMFC传递过程研究[D].浙江工业大学.2013

[3].吴懋亮,黄晓薇,刘骥远.质子交换膜燃料电池希尔伯特分形流道的设计和工作性能研究[J].华东电力.2013

[4].杨培岭,闫大壮,任树梅,李云开.滴头分形流道抗堵塞结构优化的数值研究[C].2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集.2007

[5].李云开,杨培岭,任树梅,雷显龙,吴显斌.分形流道设计及几何参数对滴头水力性能的影响[J].机械工程学报.2007

[6].杨培岭,李云开,任树梅.全紊流滴灌灌水器设计开发的思路与方法——以分形流道设计为例[C].中国水利学会2006学术年会论文集（农村水利与社会主义新农村建设）.2006

[7].李云开,杨培岭,任树梅,吴显斌,杨玲.滴头分形流道设计开发平台构建及其关键技术内容[C].中国水利学会第二届青年科技论坛论文集.2005

[8].李云开.滴头分形流道设计及其流动特性的试验研究与数值模拟[D].中国农业大学.2005

论文知识图

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