利用CFD分析软件ANSYS Fluent对不同空气进口速度工况下的汽车中冷器的冷侧百叶窗翅片的局部模型进行三维仿真计算,获取多孔介质模型仿真所需的黏性及惯性阻力系数。通过多孔介质模型代替散热带计算整体中冷器的温度场及压力场,研究不同开窗角度对整体中冷器流动换热的影响。通过比较综合评价因子发现,开窗角度为23°时,中冷器出口温度最低,中冷器的换热性能最好。三维模拟的模拟值与风洞试验值在一定的误差范围内,验证了多孔介质模型的可行性。这为研究中冷器结构优化设计提供了有效的办法。

固体吸附式制冷系统中核心部件是吸附床,由于床体内的吸附剂是多孔介质,床体与吸附剂之间接触热阻大,所以热传导能力差.如果使用一种高导热系数的材料为多孔吸附床的床体,将硅胶吸附剂均匀附着在多孔吸附床的孔体内,利用多孔结构丰富的内表面积为传热面,那么传热速率会比传统方法提高较多.

对多孔介质电渗泵性能进行研究,分析电渗泵的流率和压力,为多孔介质电渗泵制作提供参考。依据电渗流控制方程,利用Debye-Huckel近似得到单根圆形管电渗流的近似解析模型,采用MEMS数值仿真软件CoventorWare对电渗泵模型进行求解分析,得到电渗泵流场的分布。基于电渗流的近似解析模型,采用截断高斯分布对多孔介质电渗泵进行分析,得到考虑孔径分布的多孔介质电渗流的近似解析模型。电渗泵的性能实验结果表明：电渗泵的最大流率为16.89 mL/min,最大压力为120.1 kPa。流率已达到mL/min的数量级,压力大于一个大气压,该电渗泵适合应用于冷却系统。

固体吸附式制冷系统中吸附剂一般是多孔介质结构，吸附剂的内部结构特征对传热特性和吸附质的传质特性有直接影响，进而影响吸附解吸时间。本文探讨利用分形理论来分析固体吸附剂的结构特点，为目前通过对吸附剂的固化处理来提高吸附剂的传热速率的处理方法提供理论上的分析，并指出最佳分形维数的分形结构。

文章提出了在尾缘吸力面填充多孔介质以降低整体多孔使用率,减少其对翼型结构及气动性能的影响。以NACA0018翼型为研究对象,采用大涡模拟方法及Ffocws-Williams and Hawkings(FW-H)声学类比方法比较分析了雷诺数为2.63×105的条件下,基准翼型、尾缘完全填充型及吸力面填充型多孔翼型的气动特性及降噪能力。分析结果表明两类多孔翼型尾缘受多孔域影响,流场流动发生了变化,且随着攻角的增大,多孔介质对流体的扰动及分离作用被削弱;吸力面填充型翼型能有效降低声压波动及功率谱密度,其在低频区域的声压级分布低于基准翼型,并最终在0°攻角及0~25 kHz的计算频率下达到4.3 dB的降噪效果。针对两类多孔翼型的气动性能结果进行比较,在攻角为0~10°时,尾缘完全填充型翼型较基准翼型出现了1.1%~2.8%的升力系数损失;而吸力面填充型翼型的升力损失为0.8%~1.5%。此外,...

通过运用LBM-LES方法,对基于仿生学原理构建的多孔仿生翼型进行了气动噪声声场的直接计算,并深入分析了多孔仿生翼型的流动特征和声学特性,详细探讨了多孔介质流阻和长度对仿生翼型控制效果的影响。结果表明多孔介质长度为20%,流阻较高时,仿生翼型具有较好的降噪效果;当流阻比较低的时候,仿生翼型尾涡会变强,从翼型后缘脱落后形成有序的卡门涡街,会增强仿生翼型的气动噪声,失去降噪效果;翼型壁面附近边界层内的相干结构及翼型后缘处脱落的尾涡是产生远场气动噪声的主要声源,仿生翼型的噪声控制需要综合考虑两处主要声源的影响,才可能有效起到降低气动噪声的目的。

在对MBR膜生物反应器的模拟仿真中,我们曾使用计算流体动力学(CFD)的相关软件建立MBR中空纤维膜的二维模型,并成功模拟出流体在中空纤维膜区域的流动现象。为了后期提高中空纤维膜的模拟效果,我们可以考虑先将单根中空纤维膜丝放进膜组件中,并建立三维模型进行模拟,计算和观察,为扩展到多根中空纤维膜丝的研究做好前期的工作。在模拟中,由于中空纤维膜管壁小孔的数量规模达十亿数量级,在建模阶段画出大量的小孔并不现实。所以,在模拟时,我们引入多孔介质的思想,将中空纤维膜的管壁定义为多孔介质区域,从而完成对中空纤维膜管壁小孔的模拟。在之后进行的CFD数值求解的计算中,我们采用比较精确的有限体积法求解离散方程,经迭代100次后,我们可以从残差曲线图中看到所有值均低于阈值,呈收敛状态。模拟结果表明,通过CFD相关软件对单根中...

为探究多孔介质影响厢式货车气动特性的机理,采用数值仿真的方法对多孔介质布置前后的厢式货车的外部流场进行分析,得到两种情况下该车的气动阻力系数、表面压力及壁面剪切力分布、涡量、涡量耗散率等气动特性,并结合风洞试验,分析其减阻机理。对比分析多孔介质布置前后各工况的流动特性与气动阻力系数,实验结果表明布置多孔介质后,可明显改善货箱压力场及剪切力分布,减小分离涡对厢式货车周围流场的影响,从而降低气动阻力,验证了多孔介质材料应用于气动减阻的可行性。

以流体经过密封指尖梁接触界区域的孔隙处的泄漏作为侧隙泄漏,利用多孔介质结构构建了多孔介质模型,构建了对指尖密封侧隙泄漏进行分析方法。仿真结果表明:前挡板下游保护区中发生了流道宽度的迅速降低,引起运动速度的快速增大。随着指尖梁表面由横向纹理转变为纵向,形成稳定主流道泄漏,而侧隙泄漏持续增大,获得更小主流道泄漏比例,而侧隙泄漏明显提高。逐渐增大指尖密封上下游压差时,主流道、侧隙增大,主流道泄漏比降低,侧隙泄漏比增大。

目前被广泛应用的平面环填料组被压紧后,填料内部的应力沿轴向衰减,因此距离压盖近的环对密封的贡献较大。然而柔性石墨填料组中起主要密封作用的纯石墨环通常位于填料组的中间,两端加固石墨环的密封能力较弱。为提升柔性石墨填料的密封性能,对平面环石墨填料组进行结构优化,通过制造应力集中改变填料组受压后的应力分布,从而增大纯石墨环所受应力以提升填料密封性能。测定柔性石墨相关材料参数,利用ANSYS软件、Fluent软件对优化前后填料组的受力及密封性能进行分析。结果表明:平面环填料组在优化为V形填料组后,纯石墨环内部的应力得到提升,且整组填料与阀杆间的摩擦力更小,填料密封寿命明显更长。