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oe1(光电查) - 科学论文

37 条数据
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  • 采用磁性纳米流体的直接吸收式太阳能集热器：CFD模型与参数分析

    摘要： 采用纳米流体的直接吸收集热器（DAC）是太阳能技术领域中最具前景但研究最少的方向之一。其效率受众多微观和宏观因素影响，这使得基于物理原型的DAC现场优化过程十分复杂。本文建立了一个多相CFD集热器模型，并通过两组独立实验数据进行了验证。利用该模型开展了多参数数值分析，其中我们改变了纳米颗粒的浓度与粒径，以及集热器的几何形状与倾斜角度。优化后集热器效率最高提升了10%。最后，我们研究了采用磁性纳米流体时集热器内的热磁对流过程，使集热器性能提升了30%。

    关键词： 多相、纳米流体、热磁对流、计算流体动力学、直接吸收式集热器

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 结合TGA与DSC作为优化目标的热氧化分解估算方法——以PMMA为例

    摘要： 热分析技术在测定和表征固相热分解过程中起着关键作用。同步热分析（STA，即同时进行的TGA和DSC测试）因其能提供样品升温过程中的质量损失与能量释放信息而被广泛应用。结合数值方法的火灾计算机模型常用于呈现测试结果并获取动力学与热力学参数值。既往研究仅以质量损失曲线（TGA）或其导数（DTGA）作为唯一优化目标来获取这些参数。鉴于热释放速率是准确认识材料特性的决定性要素，最新研究增加了额外测量指标——包括程序升温过程中的热传递、所需/释放能量（如热释放速率、气化热或样品表面温度）等由差示扫描量热法曲线（DSC）提供的能量信息。尽管采用DSC数据，但与TGA不同，这些信息通常不作为使模拟曲线逼近实验曲线的目标参数?；贒SC曲线未被用作数值逼近过程来设定动力学特性的现状，我们探索将其作为新目标参数的可能性。通过同步拟合实验与模拟曲线，可同时获取动力学与热力学参数，从而综合考量分解过程及其能量释放。本研究表明：要获得能匹配DSC曲线的参数集存在重大挑战。仅以TGA为目标时的拟合精度高于DSC曲线，这使得双曲线共同拟合时误差值增大——换言之，无法直接实现双曲线同步逼近。为此，本文提出兼顾DSC曲线优化的TGA曲线拟合替代方法，并将该方法应用于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的分析研究。

    关键词： 差示扫描量热法、数值方法、热重分析、计算流体动力学、热分解、聚甲基丙烯酸甲酯、优化方法、固相化学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018 OCEANS - MTS/IEEE神户Techno-Ocean (OTO) - 日本神户 (2018.5.28-2018.5.31)] 2018 OCEANS - MTS/IEEE神户Techno-Ocean (OTO) - 结合7海里自持灯的灯浮标稳定性评估

    摘要： 本研究首次引入了新开发的轻型灯浮标，其配备了7海里自容式电源灯器。为减轻整体重量，浮体采用EPP（发泡聚丙烯）材料，塔架结构则使用铝材。新型自容式灯光系统重量仅为传统分体式电源系统的10%，该系统集成了太阳能电池、高性能电池和LED发光器件等组件。通过开展浮标在不同环境条件下的静水力计算与运动分析，确定了最佳吃水深度与稳重质量，并评估了浮标的运动性能——由于对稳定性和运动性能有一定要求。

    关键词： 环境条件、轻型轻浮体、运动分析、稳定性评估、计算流体动力学（CFD）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于金属球二聚体粒子的局域表面等离子体共振传感器

    摘要： 以航空发动机涡轮叶片的冷却孔为研究对象，本研究聚焦于两种电化学加工（ECM）方法：向非线性电解液（NaNO3）中添加混合气体与不添加混合气体。分别开展了涡轮叶片冷却孔的混合气体与非混合气体ECM实验，结合实验数据与理论分析构建了相应的二维冷却孔CAD模型?；谏鲜瞿Ｐ停捎昧魈宥ρХ治鋈砑﨔LUENT对流场进行数值模拟分析，详细探究了流速及流速分布对ECM加工精度与效率的影响。定性分析了气- NaNO3混合相流场与单一NaNO3溶液流场的涡流区分布。模拟结果表明：添加混合气体时加工间隙内的流速显著高于冷却孔ECM加工过程中的流速，电解产物与热量被完全冲刷带走，电解液得以及时更新。ECM加工过程中添加混合气体后，流体涡流区分布得到明显改善，流场分布更为均匀。在NaNO3电解液中混入气体可大幅提高冷却孔加工的精度与效率。

    关键词： 电解加工，混合气体，冷却孔，气液两相流，计算流体动力学（CFD）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 《AIP会议论文集[作者 GREEN DESIGN AND MANUFACTURE: ADVANCED AND EMERGING APPLICATIONS：第四届绿色设计与制造国际会议论文集2018 - 越南胡志明市（2018年4月29-30日）]》 - 太阳能水处理装置的计算流体动力学分析

    摘要： 太阳能水处理器（SWAD）是一种高效且经济实惠的水处理设备，采用低成本处理材料对湖泊和池塘等静水体进行净化。该设备环保无污染，因其无需连接任何电源。本项目旨在利用3D CAD软件设计并开发三维SWAD模型，同时通过计算流体动力学（CFD）模拟其水流状态、速度场与压力场的空间分布。CFD分析通过模拟水流、压力及流速来评估SWAD的处理效能。数据显示：管道出口处最大流速达2.57米/秒，速度云图显示该区域呈现高速流态；压力范围介于9246帕至2609帕之间。水质参数检测结果表明，SWAD的水体流动方向与处理机制能有效去除污染物。矢量图、速度云图、水流流线及压力云图的测定结果均证实了设备的有效性。

    关键词： 计算流体动力学，太阳能水处理装置

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统的批次间控制：应用于硅薄膜沉积的多尺度三维计算流体动力学（CFD）模型

    摘要： 本研究采用新近开发的多尺度、三维空间计算流体动力学模型，展示了通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）制备非晶硅薄膜及腔室反应器批次间运行的控制方法。通过动态边界（在瞬态批次模拟的每个时间步更新）将宏观反应器尺度行为与微观非晶硅薄膜生长相关联。该创新工作流分布在64个并行计算节点上，以降低批次间运行的巨大计算需求，并实现对基于基准的批次间控制策略在晶圆径向和方位角方向的全面应用与评估。通过10个连续批次沉积循环验证，工业标准指数加权移动平均算法能驱动晶圆表面所有区域（包括径向和方位角方向）的厚度偏差控制在目标设定值的1%以内。这是首次实现通过批次间控制减少方位角薄膜不均匀性的研究。此外，仅通过调控基板温度（无需设备改造），即可改善优化不足的PECVD几何构型下的薄膜均匀性。

    关键词： 薄膜硅太阳能电池、并行计算、多尺度建模、计算流体动力学、批次间控制、薄膜生长

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 混合热电子-光伏转换器冷却系统的性能评估与优化

    摘要： 混合热电子-光伏（TIPV）转换器能高效清洁地将热能直接转化为电能，兼具光伏与热电子两种现象的优势。其高效运行的重要障碍在于TIPV阳极内集成的光伏电池会因发射的电子流和光子流部分转化为热能而过热。这一难题需要通过高效且实用的冷却方案来解决。本研究实验测试了铜板散热器在TIPV阴极温度高达1450°C时的性能，同时采用经过验证的计算流体动力学模型评估其在近2000°C高温下的表现。通过多参数分析测试了两种冷却液：i)不同温度（-5~40°C）和质量流量（0.05~0.4 kg·s?1）的水/乙二醇混合液；ii)温度为-196°C、质量流量为0.074 kg·s?1的低温液氮。数值结果表明：使用水/乙二醇混合液时，光伏电池可承受高达360 W·cm?2的热通量而温度不超过100°C；对于更高热通量（360~600 W·cm?2），低温液氮能有效防止光伏过热因而颇具吸引力，但其沸腾风险带来安全隐患。最后提出两种额外冷却系统设计方案——带直翅片的散热器和铜管冷却器，它们比铜板散热器具有更大传热面积但制造难度更高。

    关键词： 超高功率密度，铜板散热器，冷却系统设计优化，电子设备，计算流体动力学（CFD）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过计算流体动力学（CFD）对选择性激光熔化（SLM）腔体内金属颗粒行为进行的数值研究

    摘要： ?；て宓牧鞫形翘岣哐≡裥约す馊刍⊿LM）技术制造产品质量的关键因素，因为它是将喷射出的金属颗粒从工作平面移除的主要机制。在本研究中，为获得合适的流场，采用结合田口方法的计算流体动力学（CFD）研究了工作室内的流场变化，包括吹气喷嘴几何形状、吸气管道宽度、吸面距离以及吹气流雷诺数的影响。首先通过实验测量验证了模拟结果。同时考虑了金属粉末的喷射运动，以研究?；て逵肱缟淇帕Ｖ涞南嗷プ饔谩＝峁砻?，在SLM操作过程中，轴切换和吸面距离是提高颗粒去除效率的重要因素。

    关键词： 选择性激光熔化、计算流体动力学、颗粒去除效率、三维打印、轴流转向、田口方法

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 汽车前照灯组件中LED电路板层流液冷块的散热评估

    摘要： 本研究对采用大功率发光二极管（LED）芯片的汽车前照灯组件层流冷却块进行了对比热性能评估。研究采用包含固体与流体域共轭传热的三维数值模型，分析中考虑了层流工况。通过试验台实测数据验证了数值模型的准确性。研究发现：由于体积热生成效应，LED芯片周边出现显著温度差异；相同质量流量下，高度较低的冷却板热性能更优但压降更大；带翅片盖板冷却板热性能更佳但同样导致相同质量流量下的压降增加；LED功率提升会导致相同质量流量下温度升高；结温高度依赖质量流量和LED功率，可通过调节冷却液质量流量进行控制。针对层流微通道液冷块应用，提出了新的努塞尔数关联式。

    关键词： 层流、计算流体动力学、LED芯片、翅片板、结温、汽车前照灯、液冷

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 新型线性菲涅尔接收器组件设计的风荷载分析

    摘要： 线性菲涅尔集热器由低矮反射镜阵列和接收器组件构成，后者包含一个或多个吸热管及可选的二次反射镜。该组合光学系统能聚焦阳光并将其转化为热能。接收器组件的设计对线性菲涅尔集热器的性能至关重要——其位置偏差几厘米就可能导致显著性能下降，从而直接造成热力发电收益损失。风荷载是安装后位移影响太阳能系统光学（进而影响热力）性能的最主要环境因素之一。同时，过度设计的接收器组件可能给本就成本受限的系统增加不必要的建设费用。因此，在考虑接收器组件及其支撑结构的最优工程设计时，风荷载分析对于经济有效地降低风荷影响尤为重要。本研究采用详细的计算流体动力学（CFD）模型推导商用线性菲涅尔接收器组件的风荷载，并以此为基准优化具体工程设计。首先在湍流关键区间内精心建立并验证CFD模型，随后针对目标项目部署地点的运行与极限风速工况，计算得出阻力、升力及涡脱落频率。该风荷载分析结果为后续工程设计与原型制作提供了重要参考依据。

    关键词： 风荷载分析、接收器组件、线性菲涅尔集热器、涡脱落频率、阻力、计算流体动力学、升力

    更新于2025-09-23 15:21:01