過冷水滴的結(jié)冰與碰撞及其耦合特性研究

定　價(jià)：￥89.00

作　者：	張旋著
出版社：	清華大學(xué)出版社
叢編項(xiàng)：	清華大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文叢書
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787302606550	出版時(shí)間：	2022-10-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	184	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　生產(chǎn)生活中的宏觀結(jié)冰/霜等實(shí)際上是單個(gè)過冷小水滴與壁面作用而結(jié)冰并逐漸積累形成宏觀冰層的過程。為了減小結(jié)冰/霜導(dǎo)致的危害，本書對過冷水滴的結(jié)冰與碰撞特性開展研究，首先解耦研究靜置過冷水滴的結(jié)冰和常溫水滴的碰撞特性，然后耦合研究過冷水滴的碰撞結(jié)冰過程，最后基于單個(gè)過來水滴碰撞結(jié)冰的研究建立宏觀積冰模型。本書旨在闡明過冷水滴結(jié)冰與碰撞的耦合機(jī)理，理解過冷水滴碰撞結(jié)冰過程中的傳熱與流動(dòng)機(jī)制，為改善結(jié)/防/除冰相關(guān)的工程應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。

作者簡介

　　張旋，男，1991年出生于湖北隨州，2019年7月于清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系（原熱能工程系）獲得工博士學(xué)位，現(xiàn)為南洋理工大學(xué)（新加坡）博士后（國家博士后國際交流計(jì)劃派出項(xiàng)目資助）。主要研究方向包括非平衡相變、過冷水結(jié)冰、液滴動(dòng)力學(xué)等。已發(fā)表SCI/EI論文20余篇，曾獲得清華大學(xué)優(yōu)秀博士論文、吳仲華優(yōu)秀優(yōu)秀研究生獎(jiǎng)（中國工程熱物理學(xué)會）等。

圖書目錄

目錄

第1章引言

1.1研究背景與意義

1.1.1過冷現(xiàn)象

1.1.2結(jié)冰與結(jié)霜

1.1.3問題的提出

1.2研究現(xiàn)狀

1.2.1壁面靜置過冷水滴的結(jié)冰

1.2.2水滴的碰撞動(dòng)力學(xué)特性

1.2.3過冷水滴的碰撞結(jié)冰

1.2.4宏觀積冰模型

1.2.5研究現(xiàn)狀小結(jié)

1.3研究內(nèi)容

第2章實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與數(shù)值模擬方法

2.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理

2.1.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹

2.1.2數(shù)據(jù)處理方法簡介

2.1.3誤差分析

2.2表面制備與表征

2.2.1不同接觸角表面的制備方法

2.2.2表面表征與潤濕性測量

2.3數(shù)值模擬方法

2.3.1VOF多相流模型

2.3.2凝固/融化相變模型

2.3.3動(dòng)態(tài)接觸角模型

2.4本章小結(jié)

第3章壁面靜置過冷水滴的成核再輝特性

3.1水滴結(jié)冰與融化的實(shí)驗(yàn)

3.1.1水滴的結(jié)冰過程

3.1.2已凍結(jié)水滴的融化過程

3.2成核實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

3.2.1降溫速率對成核實(shí)驗(yàn)的影響

3.2.2系統(tǒng)誤差與成核隨機(jī)性分析

3.2.3成核溫度與成核率

3.3成核特性的影響因素

3.3.1體積效應(yīng)

3.3.2時(shí)間效應(yīng)

3.4再輝階段的理論分析

3.5本章小結(jié)

第4章壁面靜置過冷水滴的凍結(jié)特性

4.1凍結(jié)輪廓的理論模型

4.1.1初始階段

4.1.2成核再輝階段

4.1.3凍結(jié)階段

4.1.4模型驗(yàn)證

4.1.5冷面溫度對水滴凍結(jié)的影響

4.2凍結(jié)階段的數(shù)值模擬

4.2.1幾何條件

4.2.2物理模型與邊界條件

4.2.3模擬參數(shù)選擇

4.2.4模擬結(jié)果與討論

4.3凍結(jié)時(shí)間

4.3.1影響因素分析

4.3.2凍結(jié)時(shí)間關(guān)系式

4.4本章小結(jié)

第5章常溫表面上水滴碰撞的實(shí)驗(yàn)與模擬

5.1水滴碰撞的實(shí)驗(yàn)

5.1.1實(shí)驗(yàn)工況

5.1.2碰撞特性

5.1.3We數(shù)和接觸角對鋪展系數(shù)的影響

5.1.4We數(shù)和接觸角對高度系數(shù)的影響

5.1.5水滴振蕩

5.2水滴碰撞的最大鋪展系數(shù)及其對應(yīng)時(shí)間

5.3橢球水滴碰撞的模擬

5.3.1物理模型與邊界條件

5.3.2網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證

5.3.3模擬驗(yàn)證

5.3.4碰撞參數(shù)的影響

5.4橢球水滴碰撞的最大鋪展系數(shù)

5.5本章小結(jié)

第6章冷面上過冷水滴碰撞結(jié)冰的實(shí)驗(yàn)與模擬

6.1過冷水滴的碰撞結(jié)冰實(shí)驗(yàn)

6.1.1實(shí)驗(yàn)工況

6.1.2碰撞與結(jié)冰特征

6.2過冷水滴的碰撞結(jié)冰模擬

6.2.1過冷效應(yīng)的引入

6.2.2物理模型與邊界條件

6.2.3網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證

6.2.4模擬驗(yàn)證

6.3模擬結(jié)果分析

6.3.1過冷效應(yīng)的影響

6.3.2碰撞參數(shù)的影響

6.3.3碰撞結(jié)冰的形態(tài)

6.4本章小結(jié)

第7章宏觀變物性積冰模型

7.1物理模型

7.1.1霜冰物性參數(shù)

7.1.2控制方程與邊界條件

7.1.3模型求解

7.1.4不同模型的比較

7.1.5模型驗(yàn)證

7.2結(jié)果與討論

7.2.1積冰特性

7.2.2來流參數(shù)對臨界狀態(tài)的影響

7.2.3來流參數(shù)對積冰特性的影響

7.3模型選擇

7.4本章小結(jié)

第8章總結(jié)與展望

8.1主要結(jié)論

8.2創(chuàng)新點(diǎn)

8.3后續(xù)工作展望

附錄冰、水與空氣的物性參數(shù)

參考文獻(xiàn)

在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果

致謝