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旋轉超重力和非對稱表面結構對熱湍流的影響(精)/清華大學優秀博士學位論文叢書

  • 作者：蔣河川|責編:戚亞
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302634232
  • 出版日期：2023/09/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：147
人民幣：RMB 89 元      售價：元
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內容大鋼
    為了研究超高瑞利數湍流熱對流現象，本書提出以高速旋轉產生的極強離心力代替重力來驅動熱對流，以此搭建旋轉超重力熱湍流實驗平台，研究了旋轉超重力熱湍流系統的傳熱與流動特性，並在實驗中實現了對湍流終極區間和緯向流的直接測量。同時，利用「費曼棘齒」結構打破了熱對流系統的對稱性，發現系統存在兩種差異巨大的流動狀態且對應不同的傳熱效率，揭示了相應的物理機理並提出了利用棘齒的流動傳熱主動控制方法。
    本書可供能源動力、航空航天、石油化工、天體物理等相關領域學者參考。
作者介紹
蔣河川|責編:戚亞
目錄
第1章  引言
  1.1  研究背景和意義
  1.2  研究現狀
    1.2.1  瑞利-伯納德對流
    1.2.2  湍流傳熱與湍流終極區間
    1.2.3  邊界層、羽流和大尺度環流動力學特性
    1.2.4  旋轉效應對熱對流的影響
    1.2.5  壁面粗糙結構對熱對流的影響
  1.3  研究目的與內容
  1.4  本書結構
第2章  實驗和數值方法
  2.1  旋轉超重力熱湍流實驗平台
    2.1.1  圓環對流槽系統
    2.1.2  測量系統
    2.1.3  漏熱補償和安全保護系統
    2.1.4  機電控制系統
  2.2  粗糙表面湍流熱對流實驗平台
    2.2.1  粗糙表面對流槽結構
    2.2.2  陰影法流動可視化技術
  2.3  數值方法
    2.3.1  旋轉超重力熱湍流模擬
    2.3.2  粗糙表面湍流熱對流系統模擬
第3章  旋轉效應對超重力熱湍流系統的影響
  3.1  研究目的
  3.2  離心力隨半徑變化對超重力熱湍流系統的影響
    3.2.1  離心力隨半徑變化對系統傳熱特性的影響
    3.2.2  離心力隨半徑變化對系統流動特性的影響
  3.3  科里奧利力對超重力熱湍流系統的影響
    3.3.1  科里奧利力對系統傳熱特性的影響
    3.3.2  科里奧利力對系統流動特性的影響
  3.4  緯向流
    3.4.1  緯向流在實驗中的發現與條紋圖法流動顯示
    3.4.2  產生緯向流的物理原因
第4章  高瑞利數下的湍流傳熱與湍流終極區間
  4.1  研究目的
  4.2  實驗過程
  4.3  階段一:方案驗證與標度律轉變初探
    4.3.1  旋轉超重力系統的傳熱特性
    4.3.2  標度律轉變的兩種可能解釋
  4.4  階段二:探索湍流終極區間
    4.4.1  湍流終極區間下的傳熱特性
    4.4.2  達到湍流終極區間的證據與湍流終極區間下的流動特性
第5章  非對稱費曼棘齒結構對瑞利-伯納德對流系統的影響
  5.1  研究目的
  5.2  大尺度環流動力學特性
    5.2.1  實驗中大尺度環流方向的判定
    5.2.2  大尺度環流擇向統計特性的對稱破缺
  5.3  傳熱特性
    5.3.1  傳熱測量和數值模擬過程
    5.3.2  大尺度環流方向對傳熱效率的影響

  5.4  流動結構
  5.5  羽流定量統計特性
    5.5.1  羽流識別
    5.5.2  羽流面積直方圖
第6章  非對稱費曼棘齒結構對垂直對流系統的影響
  6.1  研究目的
  6.2  傳熱特性
    6.2.1  實驗測量和數值模擬過程
    6.2.2  棘齒排列方向對傳熱效率的影響
  6.3  大尺度環流的動力學特性
  6.4  溫度剖面特性
    6.4.1  局部平均溫度剖面
    6.4.2  局部傳熱效率
  6.5  垂直對流系統和瑞利-伯納德對流系統的對比
第7章  非對稱費曼棘齒結構對傾斜對流的影響
  7.1  研究目的
  7.2  傳熱特性隨傾斜角的變化
  7.3  流動特性隨傾斜角的變化
  7.4  局部統計特性對比
第8章  總結與展望
  8.1  全書總結
  8.2  研究創新點
  8.3  未來展望
參考文獻
在學期間發表的學術論文與獲獎情況
致謝

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