热力学耦合论文-陈彩胜

2020-12-17214 views

导读:本文包含了热力学耦合论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:热力学耦合,广义Carnot定理,相变,结霜机理

热力学耦合论文文献综述

陈彩胜[1](2018)在《水相变过程的热力学耦合及结霜机理》一文中研究指出为了得到合适的结霜机理以指导生产生活中的抑霜和除霜,运用孤立系统的热力学耦合和广义Carnot定理对水蒸气在冷表面凝华结霜过程进行热力学分析,研究发现结霜过程中热量的传递和转换符合自发放热过程驱动非自发广义做功过程的广义Carnot热机模型,正熵产率的水蒸气自发放热过程驱动了负熵产率的非自发结霜过程。(本文来源于《甘肃科学学报》期刊2018年06期)

郭培强[2](2018)在《金属增材制造中热力学耦合行为数值模拟研究》一文中研究指出增材制造(Additive Manufacturing,AM)俗称3D打印,作为第叁次工业革命的核心科技之一,随着科技和智能制造的发展越来越成熟。增材制造技术作为快速成型的一种,是以计算机叁维数字模型文件为基础,运用各种可粘合材料如金属合金、塑料、橡胶、高分子复合材料等通过激光或者电子束逐层扫描、材料逐层迭加的方法来实现构造产品的过程。随着研究的不断深入,增材制造技术将会成为具有巨大发展潜力的制造技术,同时也会给装备制造业带来革命性的变化。电子束熔融技术(EBM)作为增材制造技术中新兴的打印形式之一,已经被广泛用于多种行业,如机械工程和航空航天领域等。同时,由于电子束具有高能量和高吸收率被广泛应用于3D打印中。然而,由于不成熟的加工工艺等问题会影响产品的微观机理和力学性能,如产品出现断裂、分层、气孔等缺陷。本文主要利用商业有限元软件ABAQUS对Ti-6Al-4V金属合金材料在电子束熔融增材制造过程中的热力学耦合行为进行了模拟分析。考虑到粉末的融化和固结会造成材料热属性和密度的变化,提出了改进的热传导分析模型,并分析了打印过程中熔池的几何尺寸,得到了与实验吻合良好的结果。基于改进的模型,进一步研究了热源功率和打印速度对熔池尺寸的影响,以及铺粉厚度和扫略间距对打印质量的影响。结果表明:当打印速度较低(0.2m/s~1m/s)时,其对熔池长度的影响不大,但是,熔池的宽度和深度随着打印速度的增加而显着减小;另外,随着热源功率的逐渐增加,熔池尺寸逐渐减小;当热源功率为80W,扫描速度为0.8m/s且铺粉厚度为30μm时,保持80μm的扫描间距不仅可以打印出质量更好的模型,同时也能大大提高能源利用率和打印效率,从而缩短产品的生产周期。此外,在模型温度和环境温度为20℃和730℃时,研究了其残余应力和变形行为,结果发现:模型和环境温度为730℃时试样的残余应力和变形较小。此结论表明,提前预热粉末床和环境温度有助于减小残余应力和膨胀变形。最后,本文还分析了铺粉和送粉两种方式对打印产品的影响。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-04-01)

卢小平[3](2016)在《热交叉现象广义场协同与热力学耦合》一文中研究指出自然界存在大量的热质、热电及热磁交叉现象,其本质是传热过程与广义做功过程之间的交互作用。基于Onsager倒易关系(Onsager reciprocal relation)的经典线性非平衡态热力学的熵产率方程,只反映了交叉现象中同阶张量过程之间的弱相互作用,没有考虑孤立系统中导致时空有序化的非自发过程发生的可能。本文通过分析导致有序化的非自发过程与非平衡态热力学稳定性之间的关系,证明了时空上的有序化只可能出现在远离平衡的非线性区域。若非线性变化引起的熵产率由对称部分与反对称部分构成时,当其中的反对称部分熵产率的积分平均近似为零时,对称部分的熵产率可代表整个非线性变化的熵产率,这时不但最小熵产原理能够得到满足,而且非线性过程可以通过反映线性过程的熵产率方程进行描述,首次在热力学中引入了相位的概念,建立了蕴含非自发过程的全相位熵产率方程,既适用于线性非平衡热力学过程,又适用于反对称部分的平均熵产率为零的非线性非平衡热力学过程。不同相位关系决定了热力学过程为自发或非自发的性质,基于全相位熵产率方程,进一步分析了两个热力学过程构成的孤立系统中,满足熵产最小原理时存在的两种热力学机制,即当两个热力学过程均为自发过程时的广义场协同机制;当一个为自发过程,另一个为非自发过程时的热力学耦合机制。提出了广义Carnot定理及其两种基本模型,即传热过程为自发过程,广义做功过程为非自发过程时的广义热机模型,以及传热过程为非自发过程,广义做功过程为自发过程时的广义热泵模型。当Carnot定理热功转换过程的非线性熵产由对称部分与反对称部分构成时,不考虑热功转换过程的能量耗散,相当于视反对称部分的平均熵产率为零,这时对称部分的熵产率就表现为线性关系,所以,Carnot定理的本质为传热过程与广义做功过程之间的热力学耦合,其热功转换是通过非线性的熵流震荡来实现的。分析了强制对流过程的热质交叉现象,建立了反映其交叉机制的热流散度方程,揭示了传热与传质过程的交叉所蕴含的两种热力学机制。当流体向壁面放热时满足广义场协同机制,两种热力学流之间的夹角越小,换热强度越大。当流体从壁面吸热时满足热力学耦合机制,两种热力学流之间的夹角越大,换热强度越大。流动换热过程的两种热力学机制,不但揭示了场协同理论中速度矢量与温度梯度矢量最小夹角与最大夹角的不同物理意义,而且给出了逆流换热过程熵产悖论的合理解释。对于地幔自然对流过程的热质交叉现象,在广义位势能空间建立了孤立系统内热交叉过程的熵产率描述,揭示了地幔热对流的本质是地幔中自发传热过程对地幔机械运动过程的驱动效应,机械能的大小即流体机械运动的强度,不但与温差大小,而且与地幔向地表热量释放功率大小有关,从地幔对流所导致的板块移动与地震产生之间的因果关系,从全新的角度给出了包括火山喷发、地壳板块表面大坝的渗透及板块缝隙注水等地震诱发因素的热力学解释。对于热电与热磁交叉现象进行了一般性的热力学分析。建立了反映热电交叉效应的热流散度方程,对叁种热电交叉效应给出了新的热力学解释。热流与电流均为自发过程时Thomson效应表现的两种广义场协同模式,即热流与电流方向相同时的Thomson放热效应,热流与电流方向相反时的Thomson吸热效应。热流与电流中一个为自发过程,另一个为非自发过程存在两种热力学耦合模式,即自发热流驱动非自发电流的Seebeck效应,自发电流驱动非自发热流的Peltier效应。另外,对于简单磁介质系统,给出了热磁致热效应与热磁致冷效应所满足的两种热力学耦合模式。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2016-04-13)

唐熊辉,段晨,白宗良,周爱民,余涛[4](2016)在《菱形传动β型斯特林机的动力学与热力学耦合分析》一文中研究指出斯特林发动机是一种能以多种燃料为能源的闭循环回热式发动机。本文研究一种β型斯特林发动机的动力学与热力学耦合分析模型。该耦合模型中考虑发动机的热损失以及不可逆性,以期能够得到更加接近实际工况的数据。通过数值模拟,分析回热器性能以及无益容积对发动机性能的影响。另外,研究得到不同几何参数下的发动机净输出功以及热效率,并评估传动机构、无益容积比以及回热器性能对发动机最大输出净功的影响。结果表明,发动机效率随着无益容积的增大而降低,随着回热器性能的降低而降低。(本文来源于《舰船科学技术》期刊2016年01期)

张立军,李文博,程洪正[5](2015)在《计及不均匀发热与温度分布的锂离子单电池电化学-热力学耦合叁维有限元模型》一文中研究指出为预测锂离子电池的内部温度场,应用多孔电极理论,建立了锂离子电池的一维电化学生热模型,同时考虑正负极集流板和电解液的欧姆热,与基于温度场相似准则建立的锂离子单电池叁维分层模型耦合,组成锂离子单电池温度场有限元模型。基于模型进行1倍率恒流放电工况下的热力学计算,系统考察了电池温度变化与分布特征,并对比分析了各层不均匀发热率分布情况。仿真结果表明,所建立模型能较准确地预测锂离子电池内部分层结构发热分布和温度场,有助于后续的关键影响因素分析。(本文来源于《汽车工程》期刊2015年12期)

卢小平,何爱玲,郭丹丹[6](2015)在《射流冲击换热强化的场协同及热力学耦合》一文中研究指出射流冲击换热具有广泛的工程应用背景,其垂直入射时的局部传热强化效应已得到了实验及数值方法验证.基于流动换热过程的热流散度方程,分别就固体壁面被加热及冷却两种情况,对射流冲击换热中传热及传质过程的交叉效应进行热力学分析.结果表明,射流冲击换热中蕴含了能量传递及转换过程的两种强化机制,即两个自发过程之间的场协同机制及一个自发过程与一个非自发过程之间的热力学耦合机制;无论加热壁面还是冷却壁面的情况下,当冲击流垂直壁面入射时,局部换热效果达到最优.揭示射流冲击换热强化的热力学机制,将为各种动力机械通过改变射流冲击叶片方式提高其能量传递转换效率提供理论基础.(本文来源于《兰州理工大学学报》期刊2015年05期)

卢小平,俞树荣,郭丹丹[7](2015)在《从场协同到热力学耦合:流动换热强化的热力学机制》一文中研究指出根据热流的散度方程,分析质量流与热流之间不同相位关系时流动换热强化的两种热力学机制。当质量流与热流之间同相位时,两者的相位差越小,流动换热的强度越大,它反映两个正熵产率的自发过程之间能量传递的场协同机制,且传热过程熵产率随传质过程熵产率的增加而增加;当质量流与热流之间反相位时,两者的相位差越大,流动换热的强度越大,它反映正熵产率的自发过程与负熵产率的非自发过程之间的能量转换的热力学耦合机制,且传热过程熵产率随传质过程熵产率的增加而减小。质量流与热流之间由同相位到反相位,分别对应着场协同时的能量传递机制及热力学耦合时的能量转换机制,共同反映了体系流动换热时能量的最小耗散原理。(本文来源于《机械工程学报》期刊2015年10期)

卢小平,郭丹丹,俞树荣[8](2015)在《热力学耦合的相位描述及其最小耗散原理》一文中研究指出对热力学耦合进行相位描述,并对线性非平衡态热力学的熵产率方程进行了相位拓展,建立了蕴含热力学耦合机制的全相位熵产率方程。广义力与广义流之间的相位关系,唯像地决定了热力学过程的性质。当广义力与广义流之间同相位时,为熵产率大于0的自发过程;当广义力与广义流反相位时,为熵产率小于0的非自发过程。孤立体系内负熵产率的过程可以在正熵产率过程的驱动下进行。而且当自发过程与非自发过程之间发生热力学耦合时,其交叉唯象系数小于0,两个过程的广义流之间的相位差半个周期,这时整个孤立体系的熵产率最小,即说明满足热力学耦合时体系的耗散率最小。(本文来源于《甘肃科学学报》期刊2015年01期)

胡腾,殷国富,邓聪颍[9](2014)在《角接触球轴承热力学耦合模型与分析方法》一文中研究指出角接触球轴承运行时,其力学性能与热态特性之间存在高度耦合与交互,轴承热预紧力在这一过程中起着桥梁连接作用。在研究角接触球轴承非线性力学性能与热效应耦合机制的过程中,分析结合面接触热阻、油气润滑及周边组件换热等边界条件对轴承热态特性的影响,提出了一种角接触球轴承热力学耦合分析方法,并基于多软件协同计算平台建立轴承热力学耦合模型。在轴承实验平台上,借助热巡检仪,利用轴承套表面开设的测温工艺孔实施温度实验,对轴承热力学耦合模型的仿真计算结果进行了验证。该模型可用于预测角接触球轴承在不同转速下热预紧力的变化规律,分析比较热预紧力对轴承运行刚度的影响。(本文来源于《四川大学学报(工程科学版)》期刊2014年04期)

阮文,罗文浪,张莉,蒙大桥,朱正和[10](2010)在《H_2、D_2、CO与Pd同时反应的热力学耦合理论和排代效应》一文中研究指出应用密度泛函B3P86方法,对H(D)、C、O采用6-311++G~(**),对Pd采用相对论有效势SDD基集合进行理论计算,得到PdH(PdD)、PdCO、H_2、D_2、CO等分子的平衡几何和离解能.利用电子-振动近似理论,分别计算了在不同温度下Pd与氢、Pd与氘、以及Pd与CO反应的平衡常数及平衡分压.进而利用同时反应的热力学理论,研究Pd与H_2、D_2、CO同时反应的平衡组份、平衡分压力及其排代效应和相互耦合竞争效应.(本文来源于《四川大学学报(自然科学版)》期刊2010年05期)

热力学耦合论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

增材制造(Additive Manufacturing,AM)俗称3D打印,作为第叁次工业革命的核心科技之一,随着科技和智能制造的发展越来越成熟。增材制造技术作为快速成型的一种,是以计算机叁维数字模型文件为基础,运用各种可粘合材料如金属合金、塑料、橡胶、高分子复合材料等通过激光或者电子束逐层扫描、材料逐层迭加的方法来实现构造产品的过程。随着研究的不断深入,增材制造技术将会成为具有巨大发展潜力的制造技术,同时也会给装备制造业带来革命性的变化。电子束熔融技术(EBM)作为增材制造技术中新兴的打印形式之一,已经被广泛用于多种行业,如机械工程和航空航天领域等。同时,由于电子束具有高能量和高吸收率被广泛应用于3D打印中。然而,由于不成熟的加工工艺等问题会影响产品的微观机理和力学性能,如产品出现断裂、分层、气孔等缺陷。本文主要利用商业有限元软件ABAQUS对Ti-6Al-4V金属合金材料在电子束熔融增材制造过程中的热力学耦合行为进行了模拟分析。考虑到粉末的融化和固结会造成材料热属性和密度的变化,提出了改进的热传导分析模型,并分析了打印过程中熔池的几何尺寸,得到了与实验吻合良好的结果。基于改进的模型,进一步研究了热源功率和打印速度对熔池尺寸的影响,以及铺粉厚度和扫略间距对打印质量的影响。结果表明:当打印速度较低(0.2m/s~1m/s)时,其对熔池长度的影响不大,但是,熔池的宽度和深度随着打印速度的增加而显着减小;另外,随着热源功率的逐渐增加,熔池尺寸逐渐减小;当热源功率为80W,扫描速度为0.8m/s且铺粉厚度为30μm时,保持80μm的扫描间距不仅可以打印出质量更好的模型,同时也能大大提高能源利用率和打印效率,从而缩短产品的生产周期。此外,在模型温度和环境温度为20℃和730℃时,研究了其残余应力和变形行为,结果发现:模型和环境温度为730℃时试样的残余应力和变形较小。此结论表明,提前预热粉末床和环境温度有助于减小残余应力和膨胀变形。最后,本文还分析了铺粉和送粉两种方式对打印产品的影响。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

热力学耦合论文参考文献

[1].陈彩胜.水相变过程的热力学耦合及结霜机理[J].甘肃科学学报.2018

[2].郭培强.金属增材制造中热力学耦合行为数值模拟研究[D].大连理工大学.2018

[3].卢小平.热交叉现象广义场协同与热力学耦合[D].兰州理工大学.2016

[4].唐熊辉,段晨,白宗良,周爱民,余涛.菱形传动β型斯特林机的动力学与热力学耦合分析[J].舰船科学技术.2016

[5].张立军,李文博,程洪正.计及不均匀发热与温度分布的锂离子单电池电化学-热力学耦合叁维有限元模型[J].汽车工程.2015

[6].卢小平,何爱玲,郭丹丹.射流冲击换热强化的场协同及热力学耦合[J].兰州理工大学学报.2015

[7].卢小平,俞树荣,郭丹丹.从场协同到热力学耦合:流动换热强化的热力学机制[J].机械工程学报.2015

[8].卢小平,郭丹丹,俞树荣.热力学耦合的相位描述及其最小耗散原理[J].甘肃科学学报.2015

[9].胡腾,殷国富,邓聪颍.角接触球轴承热力学耦合模型与分析方法[J].四川大学学报(工程科学版).2014

[10].阮文,罗文浪,张莉,蒙大桥,朱正和.H_2、D_2、CO与Pd同时反应的热力学耦合理论和排代效应[J].四川大学学报(自然科学版).2010

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