基于有限体积法的二维传热系统熵产研究

发布时间：2017-09-24 15:24

  本文关键词：基于有限体积法的二维传热系统熵产研究

  更多相关文章： 热传递 熵产 有限体积法 热流 管道

【摘要】：当今计算流体力学(CFD)的发展已经迫使许多研究人员使用电脑进行数值模拟,而不是用实验的方式去理解并证实他们的发现。热传递以及流动问题由于在现今科学技术中有着广泛的应用,成为非常重要的研究领域。热传递和流体流动产生的熵产在许多工业应用中都有显现。因此,非常有必要研究不同工况下,热传递以及流体流动产生的熵产造成的影响。本文中,利用有限体积(FVM)方法系统地分析了二维热传递系统的熵产理论。通过对计算流体力学(CFD)进行二次开发,实现了对熵产的数值模拟。研究了二维热传递系统数值模拟的准确性及稳定性,同时分析了不同几何形状热流对熵产的影响。进而,模拟出管道的熵产率的影响。通过熵产数学模型以及数值模拟技术,上述问题得到了有效地解决。通过利用熵产的方法,数值模拟计算方案的准确性及稳定性得以确定,计算结果具有良好的收敛性。考虑到热流的影响,熵产的稳态热导问题也予以研究。结果表明,熵产状况很大程度上受到近壁面处热流的影响,热流的峰值出现在近壁面处。基于以上方法,计算出二维热传导问题中两种工况条件下的熵产状况,同时证明了该方法的有效性。对于在重力产生的恒定压力、浮力效应以及磁场强度等条件作用下的管道,数值模拟分析出了熵产率的分布情况;研究发现表明,流体摩擦在管道壁面处的热传递起到支配的地位。因此,在管道壁面处,熵产率达到了最大值。此外,本文考虑了二维热传递系统中熵产理论的数值计算方法,同时为多维系统开发了一种新的分析标准。
【关键词】：热传递 熵产 有限体积法 热流 管道
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK124
，

本文编号：912156