毛细管内脉动两相流动的演化规律和机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11562011
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    48.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0905.多相流、渗流与非牛顿流体力学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Although Front Tracking Method(FTM) , as a kind of direct numerical simulation, has a large amount of storage and calculation,it has prominent advantages in accurately capturing the phase interface, excellently in controlling topology changes, basically using explicit difference and so on. This project is planning to conduct an in-depth mechanism analysis on the oscillating heat pipe (OHP) as a heat transfer component based on phase change, which has shown great potential application in the field of electronic device cooling. The current project focuses on the capillary tube which is a key component of the OHP.The self-consistent models (program packages) will be established by using FTM to simulate the two phase flow inside the capillary with the direct numerical simulation, and the models will be inspected and corrected. The bubble and liquid slug movement within the capillary and morphological changes, the bubble’s coalescence and fusion in tube and the tube boiling phase change process will be further simulated in 2-D and 3-D. And then, through the analysis of the parallel computing and the rule of the fluctuating multiphase flowing in capillary, the complex flow and heat transfer of capillary scales in FTM simulation will be explored. By using a visualizing measurement, it is purposed to investigate the multiphase pulsating flow and heat transfer process in a capillary tube. The influence of the experimental parameters on the influence of the flow pattern transition and evolution regularity in the tube will also be analyzed. Combing with the experiment results, the rule of capillary multiphase flow pulsation will be expounded. The project is trying to make outstanding contributions to expanding the application range of OHP.
Front Tracking Method(FTM)作为直接数值模拟方法的一种,虽然其存储、计算量大,但是具有能精确捕捉相界面、极好的拓扑变化控制以及显式差分的计算格式等突出优势。本项目拟对振荡热管(OHP)这种在电子器件散热领域潜力巨大的相变传热元件进行深入的相变传热机理分析,以OHP工作部件-毛细管为研究对象,应用FTM对毛细管内脉动两相流直接数值模拟,建立FTM自洽模型(程序包)并检验和修正现有模型,对毛细管内气泡和液塞的运动、形态变化、气泡在管内聚并、融合以及管内沸腾相变过程进行2-D和3-D模拟,通过并行计算分析揭示毛细管内脉动多相流动规律,探索多相流复杂流动和传热的FTM模拟方法;通过可视化实验研究毛细管内多相脉动流动和传热过程,分析实验操作参数对管内流型转变和演化规律的影响,结合实验验证数值模拟研究结果,阐明毛细管多相脉动流动规律,为开发高效OHP散热装置提供理论依据。

结项摘要

本项目对振荡热管(Oscillating Heat Pipe)这种在电子器件散热领域潜力巨大的相变传热元件进行了深入的相变传热机理分析,以OHP工作部件-毛细管为研究对象,应用Front Tracking Method对毛细管内脉动两相流直接数值模拟,研究了毛细管内气泡和液塞的运动、形态变化、气泡在管内聚并、融合规律以及气-液相界面演化特性,并对毛细管内脉动流动传热过程中气液界面对脉动热管温度波影响、脉动热管中振荡力对气泡流影响以及阻塞通道中气泡热毛细管迁移的数值模拟,通过计算分析揭示毛细管内脉动多相流动规律,探索多相复杂流动和传热过程的界面追踪模拟方法;通过可视化实验以带气液分离腔树状微通道脉动热管、不同倾斜角度新型板式微流道热管为研究对象,研究了倾斜角度、充液率、热负荷等对毛细管内脉动流的影响规律和不同的流型演变转换规律,研究了热管启动特性规律、热负荷等毛细管内多相脉动流动过程对传热的影响,结合实验验证数值模拟研究结果,阐明毛细管多相脉动流动规律,为开发高效OHP散热装置提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(38)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(6)
Effect of electrostatic forces on the distribution of drops in turbulent channel flows
静电力对湍流通道流中液滴分布的影响
  • DOI:
    10.1063/1.5119925
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Physics of Fluids
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Min Lu;Jiacai Lu;Ying Zhang;Grétar Tryggvason
  • 通讯作者:
    Grétar Tryggvason
倾斜壁面中Kelvin-Helmholtz不稳定性演化数值分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    计算物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚孟君;尚文强;张莹;高辉;张道旭;刘佩尧
  • 通讯作者:
    刘佩尧
非均质壁面对液滴俘获能力的数值模拟研究
  • DOI:
    10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0799
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    北京航空航天大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张莹;卢敏;李培生;许术方;刘强;黄杰
  • 通讯作者:
    黄杰
水平布置等径气泡上升运动数值模拟分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    计算力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜煜昊;熊凯文;张莹;聂晓挺;周敏;李澄波
  • 通讯作者:
    李澄波
振荡热管中气液两相运动的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    南昌大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李培生;杜鹏;张莹
  • 通讯作者:
    张莹

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其他文献

幽门螺杆菌感染对LAIR-1影响的实验研究
  • DOI:
    10.13350/j.cjpb.150805
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国病原生物学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙辉;杜东龙;张莹;张艳丽;陈醒醒;李波清
  • 通讯作者:
    李波清
喀斯特地区流域洪水退水过程分析——以贵州省黄洲河流域为例
  • DOI:
    10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.01.010
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    人民长江
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张先荣;曾成;狄永宁;肖时珍;肖华;何江湖;张莹
  • 通讯作者:
    张莹
Al2O3-SiO2气凝胶隔热材料的研究进展
  • DOI:
    10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.2018.03.030
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    安全与环境工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢志祥;汪李金;钱辉;张淑淑;张莹;顾凰琳;张新
  • 通讯作者:
    张新
α-Fe_2O_3的原子尺度界面结构与演变
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1000-6281.2021.05.007
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电子显微学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马龙辉;孟爽;蒋仁辉;陈国旭佳;孟琪;李雷;赵培丽;张莹;王思铭;贾双凤;郑赫;王建波
  • 通讯作者:
    王建波
创造性思维的酝酿效应
  • DOI:
    10.3724/sp.j.1042.2022.00291
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    心理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李子逸;张泽;张莹;罗劲
  • 通讯作者:
    罗劲

其他文献

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张莹的其他基金

基于物理信息DeepONet神经网络及多孔介质孔隙尺度建模的多相流动力学研究
  • 批准号:
    12372246
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于机器学习的复杂多相界面演化FT-LBM耦合建模及动力学特性研究
  • 批准号:
    52166009
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
镁合金半固态流变铸轧相变传热机理研究
  • 批准号:
    51066005
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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  • 资助金额:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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