大振幅、高频率可压缩交变流动低温传热机理研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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大振幅、高频率可压缩交变流动低温传热机理研究

项目名称：大振幅、高频率可压缩交变流动低温传热机理研究
项目类别：重大项目
批准号：50890182
申请代码：E060201
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2009-01-01-2012-12-31

项目负责人：刘秋生
负责人职称：研究员
依托单位：中国科学院力学研究所
批准年度：2008

中文摘要：

本项目将利用理论分析、数值模拟和实验方法研究大振幅、高频率可压缩交变流动及低温传热机理。主要研究工作包括（1）研究可压交变流动的湍流转捩机理和判据，提出合适的湍流模式，将大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)方法用于交变流动机理研究；（2）发展适用于可压缩、大振幅交变流动的高精度、高分辨率计算格式和并行计算方法，研究激波与声场相互作用；（3）研究非均匀温度场条件下的交变流动声场与热自然对流的耦合效应，分析大功率热声对流中的二次流动特征及其影响；（4）对热声换热器、回热器在大振幅、高频、可压缩工质交变流场中的动态传热过程开展实验、数值模拟及无量纲参数分析。本课题的研究将突破当前对大振幅交变流动及传热机理认识不清的瓶颈，掌握交变流动及传热的规律，为设计高效交变流动制冷系统的流动及传热过程提供理论依据。

中文主题词：交变流动；转捩；湍流；数值模拟；传热机制

英文摘要：

alternating flow；transition；turbulence；numerical simulation；heat transfer mechanism

英文主题词： alternating flow；transition；turbulence；numerical simulation；heat transfer mechanism

结论摘要：

本项目针对大振幅、高频率可压缩交变流动和传热机理中的关键科学问题，深入开展了大振幅、高频率可压缩交变流动和传热机理问题的理论与实验的模型化、定量化和方法化的基础性研究，将流体动力学与传热学相结合，以先进低温制冷和热声热机的工程应用为背景，针对典型的管内交变流动规律以及热声换热器、回热器交变流动和传热规律进行了有特色的深入研究，分别在以下4方面获得了创新研究结果（1）热声发动机谐振腔可压缩交变流动及高精度计算；（2）脉冲管制冷系统交变流动传热机理；（3）交变流动传热系统的相似准则和敏感性分析；（4）热缓冲管、脉冲管中浮力效应影响机理理论分析。先后提出了交变流动与热循环理论分析的新模型、新方法和新流动特征系数,建立了二套实验研究装置，开发了适用于可压缩交变流动的高精度计算程序。本课题至2012年底共完成期刊论文35篇（其中SCI收录21篇，EI收录12篇），发表会议论文20篇，发明专利1项。四年内共培养毕业研究生博士生6人、硕士生3名，出站博士后2人。一名课题组成员获得国际制冷学会“卡尔-林德奖”，该奖项是低温工程领域青年学者的最高荣誉。本课题研究工作推进了国内交变流动及传热机理方面的基础研究工作，同时也为设计高效交变流动制冷系统的流动及传热过程提供了理论依据。

成果综合统计