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利用激光辐射研究凝聚体系点火特性的新方法
摘要： 本文提出了一种测定凝聚态系统激光点火特性的方法，该方法可确保点火过程中热通量密度在表面均匀分布。该方法通过测量旋转圆柱形样品在端面施加连续激光热通量时的点火延迟时间来实现。研究进行了理论估算，确定了样品所需的角转速，该转速能以给定误差对样品表面的辐射通量密度进行平均化处理，并考虑了对流热传递导致的表面冷却程度。实验展示了硝化棉样品在CO2激光辐射加热条件下的点火结果（包含样品旋转与不旋转两种情况）。
关键词： 硝化棉、激光点火、点火延迟时间、凝聚相系统、对流换热、旋转角速度
更新于2025-09-23 15:19:57
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考虑表面变形与对流换热的激光焊接数值模拟
摘要： 与通常采用的电弧焊相比，激光焊接需要更高的资金投入。但由于激光具有高能量密度和强可控性，能够实现微小物体的高精度连接。此外，由于热输入较低，还能有效抑制焊接变形。因此，激光焊接被广泛应用于各类连接工艺。本研究旨在通过数值模拟激光焊接过程中熔池表面的变形及其内部的对流热传递，阐明激光熔覆中熔池的形成机制，从而改善未熔合缺陷。研究发现，气压在改善激光焊接未熔合方面具有重要作用——在不改变对流方向的前提下，更高气压通过推开熔池中心熔融金属来增加熔深。
关键词： 激光焊接、模拟、对流换热、表面变形
更新于2025-09-11 14:15:04
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零折射率光子学类比中的热超材料器件
摘要： 受光子超材料发展的启发，热超材料概念为调控热流开辟了新途径。在光子学领域，兼具正负介电常数的天然材料存在使得具有极宽有效参数范围的超材料成为可能。相比之下，导热过程中天然材料的热导率取值范围要窄得多，这严重限制了热超材料的有效参数及其在极端环境中的应用潜力。我们发现了麦克斯韦方程中零折射率与傅里叶定律中无限热导率之间的严格对应关系，并提出一种集成对流元件的导热系统——该系统能产生极端有效热导率，从而对应形成光子近零折射率超材料（这类控制光的关键超材料）的热学类比物。通过结合零折射率超材料的普适特性与热传导的特定扩散本质，我们在理论与实验上共同实现了一种热零折射率隐身斗篷。与传统热隐身斗篷不同，这种超器件能在高导热背景中工作，且被隐身物体对外部温度变化保持高度敏感性。我们的研究展示了一种能显著增强热流调控能力的热超材料。
关键词： 热隐身斗篷、零折射率光子学、热超材料、对流换热、热传导
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于断层扫描技术确定不同几何参数多孔体太阳能接收器的努塞尔数关联式
摘要： 本文建立了多孔体积式太阳能接收器的孔隙尺度数值模型。通过X射线计算机断层扫描与图像处理技术，重建了具有不同几何参数的多孔介质模型?；谥苯涌紫冻叨仁的Ｄ馇蠼饬硕嗫滋寤教裟芙邮掌髂诘墓查畲裙蹋捎眉羟杏ακ湓薻-ω模型考虑多孔结构内流体流动的湍流效应，并遵循比尔定律模拟太阳能吸收。结果表明：入口速度和几何参数会影响多孔体积式太阳能接收器的热性能。较大的入口速度能增强气固两相对流传热，同时显著降低整体温度。高孔隙率接收器更优，因其可减少反射损失。努塞尔数随孔隙率增大而升高，由此推导出以孔隙率和雷诺数为变量的多孔体积式太阳能接收器努塞尔数通用关联式，该关联式适用于孔隙率0.74-0.89、孔隙雷诺数3-233的范围。
关键词： 太阳能、孔隙尺度数值模拟、对流换热、体积式太阳能接收器、努塞尔数关联式、多孔介质
更新于2025-09-09 09:28:46