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结构参数对布置窄缝和挡板的微混合器内流体流动和混合的影响被引量：7: 2015年; 基于混沌对流原理设计了一种布置窄缝和挡板结构的被动式微混合器,并采用三维数值模拟和可视化实验对该微混合器内流体流动与混合特性进行了研究。窄缝和挡板的共同作用使微混合器水平面内形成了扩展涡和分离涡,垂直流动方向的截面内形成了对称的反向旋涡,多维度涡系显著提高了混合效率。窄缝和挡板的结构尺寸对流体流动和混合有重要影响。综合考虑混合强度和压降,利用场协同原理分析窄缝宽度、窄缝长度、挡板高度对微混合器综合性能的影响并得到了不同Reynolds数条件下的最优结构参数。; 李艺凡夏国栋王军; 关键词：微尺度场协同原理结构优化数值模拟

水滴型凹穴微通道流动与传热的熵产分析被引量：12: 2017年; 采用数值模拟的方法,研究与等直径段有不同夹角的水滴型凹穴微通道的流动与传热特性,并通过强化传热因子(h)和熵产增大数(N_(s,a))对其综合性能进行了评价。结果表明:带有凹穴的微通道的进出口压降沿着流动方向呈锯齿形下降,与矩形微通道相比,水滴型凹穴的存在对压降的影响较小。小Re时,水滴型凹穴微通道的传热效果增加较少甚至小于矩形直通道,而当Re>300时,随着水滴型凹穴出口切线与等直径段夹角的减小,微通道热沉的传热性能逐渐增大。熵产分析表明,由传热引起的不可逆损失随着雷诺数的增大而增大,而由流动摩擦引起的不可逆损失随之减小,而且传热熵产在总熵产中占主要部分。水滴型凹穴微通道的不可逆损失均小于矩形直通道,而且与等直径段夹角越小的凹穴微通道其不可逆损失越小。; 贾玉婷夏国栋马丹丹李艺凡宗露香; 关键词：微通道传热数值模拟熵产分析

复杂结构微通道内流体流动及沸腾传热特性研究: 近年来，随着微加工技术的迅速发展，以微通道为主体的微型设备和系统相继出现，如微型换热器、微混合器、微分离器、微阀、微泵等，微尺度流动和传热已经引起国际学术界的广泛关注。在微电子技术领域，高热流密度微型器件的散热量已经接近...; 李艺凡; 关键词：微通道传热特性流动特性

微通道入口角度对微液滴生成过程的影响被引量：2: 2016年; 为研究不同流体物性参数条件下微通道入口角度对微液滴生成过程的影响,采用流体体积(volume of fluid,VOF)法对错流微通道内液滴生成过程进行了三维数值模拟,对液滴生成过程中两相压差及液滴生成周期和尺寸进行了研究.结果表明:拉伸挤压流型下,微液滴尺寸随着通道入口角度增大呈现先减小后增大趋势.表面张力较大或连续相黏度较小时,入口角度为90°的微通道有利于生成较短液滴;表面张力较小或连续相黏度较大时,入口角度为120°的微通道有利于生成较短液滴.对于固定的入口角度,微液滴尺寸随着表面张力系数增大而增大,随连续相黏度增大而减小.当流体物性参数不同时,生成最短液滴的通道结构不同.综合考虑通道入口角度、表面张力系数和连续相黏度,提出了预测拉伸挤压流型下量纲一液滴长度的经验关联式,为微液滴系统的设计和应用提供了指导.; 李艺凡夏国栋王军; 关键词：两相流压差

带有内肋的凹穴型微通道热沉的熵产及传热特性分析被引量：8: 2013年; 用数值模拟的方法研究了带内肋凹穴型微通道热沉内部流体层流流动与传热的情况,并根据热力学第二定律建立了变截面微通道的熵产模型.研究了Re数(198～600),相对凹穴高e1/Dh(0～0.65)及相对肋高e2/Dh(0～0.2167)参数对熵产和传热特性的影响.结果表明,相对肋高对熵产影响较大,而相对凹穴高对熵产的影响不大.内肋和凹穴的共同作用使微通道的传热效果明显优于光滑直通道,并且根据大量的模拟数据拟合了该通道Nu数和f数关于Re数、相对凹穴高e1/Dh及相对肋高e2/Dh的实验关联式.; 夏国栋翟玉玲崔珍珍李艺凡; 关键词：微通道熵产强化传热变截面

复杂微通道内对流传热的场协同及熵产被引量：3: 2019年; 利用场协同和熵产原理研究了针肋宽度、凹穴宽度及雷诺数(Re)对凹穴和针肋组合式微通道内对流传热特性的影响,分析了微结构强化传热的本质原因,并对微通道的综合性能进行了评价。结果表明,增大针肋和凹穴宽度能够显著减小传热协同角,提高流场和温度场的协同程度,有利于强化对流传热,但局部漩涡会使流动协同角减小,增大微通道压降;增大针肋宽度能够提高能量利用效率,从而强化传热,但同时导致流动熵产率增大;适当增大凹穴宽度能够减小传热熵产率,但凹穴宽度过大会导致传热不可逆性和流动摩擦均增大;综合考虑泵功、相对针肋宽度和相对凹穴宽度,提出了预测热阻的经验关联式;当相对针肋宽度为0.2,相对凹穴宽度为2时,微通道的热阻最小,综合性能最好。; 李艺凡夏国栋夏国栋马丹丹; 关键词：微通道强化传热场协同原理

复杂结构微通道热沉液体强化传热过程的热力学分析被引量：16: 2014年; 微通道液体流动与传热是一个典型的不可逆过程,有必要减小传递过程中的不可逆损失大小,提高其有效利用程度,属于'质'的范畴。首先,根据热力学第一及第二定律,推导出了熵产率及热能传输系数,指出降低微通道热沉内液体温度梯度净值可以提高热能的有效利用程度;然后,基于前期的研究基础,设计出新型复杂结构微通道热沉,并模拟其三维流动与传热过程,对比分析微通道热沉结构的变化对熵产率及热能传输系数的影响,结果表明降低流体温度梯度的净值可以减少热能不可逆损失的大小,使热沉底面温度更均匀,有利于延长微电子器件的寿命;最后,由强化传热因子、熵产率及热能传输系数的定义指出用强化传热因子来评价微通道的综合传热性能更合理,而应该用熵产率及热能传输系数来评价能量的不可逆大小及利用程度。总之,热力学第一定律为微通道的综合传热性能提供了评价标准,而热力学第二定律指出了影响微通道内部强化传热的本质因素,二者相互联系,为微通道的优化设计提供热力学理论。; 翟玉玲夏国栋刘献飞李艺凡; 关键词：微通道热沉强化传热熵产

结构参数对非对齐入口式T型微混合器内混合特性的影响被引量：2: 2014年; 对非对齐入口式T型微混合器内流动与混合特性开展了三维数值模拟.结果显示,非对齐式入口的布置方式使流体流入通道时在重力方向上出现位移差,增大了流体的接触面积且沿通道轴向方向上出现明显的旋流状运动,从而进一步强化混合.同时,结合数值模拟和田口优化法对影响该微混合器混合性能的3个设计参数进行比较和分析,并结合信噪比的变化确定了非对齐入口式T型微混合器的最佳结构设计方案.这些参数对混合的影响强度分别为:入口通道宽度w>入口通道与主通道高度比h/H>入口通道入流角度α.; 李健夏国栋李艺凡; 关键词：结构参数

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李艺凡