《過載環境下納米流體強迫對流沸騰傳熱和流動特性研究》是依託南京航空航天大學，由方賢德擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：過載環境下納米流體強迫對流沸騰傳熱和流動特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：方賢德
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目採取以實驗研究為主，以數值模擬研究為輔的方法，開展過載環境下納米流體管內強迫對流沸騰傳熱和流動特性研究。用地面轉台實現實驗過載環境。通過研究，發現納米流體強迫對流沸騰傳熱和流動的一些新的現象、特性與機理；揭示有關影響因素對過載環境下納米流體強迫對流沸騰傳熱和流動特性的影響作用和影響機理；弄清傳熱特性與流動特性相互間的作用關係和作用機理；探明流動特性對摩擦壓降特性的影響作用與影響機理；獲得過載環境下納米流體流動沸騰數值模擬方法；提出適應於航空航天需求的傳熱和摩擦壓降經驗預測公式。過載環境下納米流體強迫對流沸騰傳熱和流動特性複雜，規律特殊，是一個全新的空白研究領域。本項目研究可望形成傳熱傳質新的學科生長點。同時，過載環境下納米流體流動沸騰傳熱在航空航天領域有著很大的套用潛能，在有交替機動飛行動作的飛行器中更有優勢。因此，本項目對於促進學科發展和我國航空航天事業的發展具有重要意義。
結題摘要
現代高性能飛行器使用高集成化、大功率、高熱流密度的電子設備，急需質輕體小、高傳熱密度、高傳熱效率的冷卻技術。納米流體流動沸騰傳熱對解決這一難題具有很大的套用潛能，研究成果對於促進學科發展以及我國航空航天事業的發展具有重要意義。主要研究內容：(1) 現有常重力環境下納米流體和過載環境下常規流體沸騰傳熱研究相關文獻的綜合分析研究，從中獲得了過載環境下納米流體流動沸騰研究的思路和方法；(2)實驗研究，包括過載環境下納米流體池沸騰傳熱實驗研究、流動沸騰傳熱與流動特性的實驗研究、以及過載變化影響的實驗研究；(3) 過載下納米流體沸騰傳熱與流動特性的數值模擬研究。四年來，項目組成員孜孜以求，不懈努力，圓滿完成了研究任務。重要研究成果：(1) 發表了論文38篇，其中期刊論文21篇，會議論文17篇。其中，國際SCI論文13篇(Top期刊8篇)，國核心心期刊論文（含EI源期刊論文5篇）和國際會議論文8篇；另有2篇論文在投SCI期刊；(2) 申請發明專利2項；(3)專著《高等兩相流與傳熱》2017年10月交稿，電子工業出版社出版中；(4)培養了研究生12名，包括博士畢業3名，碩士畢業9名（含3名已完成論文等待答辯）；在讀博士研究生4名；1名青年教師鍛鍊成長為學術骨幹；(5)開辦了國際期刊《International Journal of Thermofluid Science and Technology》，已被Scopus收錄。對比預期成果指標可見，本項目取得的研究成果已超出預期。關鍵數據及其科學意義：(1) 跟蹤研究了常重力和微重力環境下相關論文1000多篇，收集了沸騰傳熱、兩相流摩擦壓降、及流動冷凝實驗數據8000多組，建立了強大的實驗資料庫；(2)通過自己實驗，獲得了不同重力條件下的沸騰傳熱和摩擦壓降數據6000餘組；在實驗範圍內揭示了過載環境下納米流體沸騰傳熱的特性與機理；(3)利用商業軟體開展了過載環境下納米流體沸騰傳熱與流動特性的數值模擬，建立了過載環境下納米流體沸騰傳熱流動數學模型。本項目研究成果為過載環境下多相流傳熱傳質學科的發展做出了重要貢獻。
