Ulavathi S. Mahabaleshwar ca 乌克兰国家科学院单晶体研究所,Nauky Ave. 60,哈尔科夫 31001,乌克兰 b VN Karazin 哈尔科夫国立大学 4,Svoboda Sq.,哈尔科夫,61022,乌克兰 c 达万格雷大学 Shivagangotri 数学系,达万格雷,印度 577 007 *通讯作者:michaelkopp0165@gmail.com 收到日期:2022 年 9 月 23 日;修订日期:2022 年 10 月 30 日;接受日期:2022 年 11 月 3 日 纳米流体和微生物饱和的多孔介质中的热对流研究是许多地球物理和工程应用的重要问题。纳米流体和微生物混合物的概念引起了许多研究人员的兴趣,因为它能够改善热性能,从而提高传热速率。此特性在电子冷却系统和生物应用中都得到了广泛的应用。因此,本研究的目的是研究在垂直磁场存在下,多孔介质中的生物热不稳定性,该介质被含有旋转微生物的水基纳米流体饱和。考虑到自然和技术情况下都存在外部磁场,我们决定进行这项理论研究。使用 Darcy-Brinkman 模型,对自由边界的对流不稳定性进行了线性分析,同时考虑了布朗扩散和热泳动的影响。使用 Galerkin 方法进行这项分析研究。我们已经确定传热是通过没有振荡运动的稳态对流完成的。在稳态对流状态下,分析了金属氧化物纳米流体(Al 2 O 3 )、金属纳米流体( Cu 、Ag)和半导体纳米流体( TiO 2 、SiO 2 )。增加钱德拉塞卡数和达西数可显著提高系统稳定性,但增加孔隙度和改变生物对流瑞利-达西数会加速不稳定性的开始。为了确定热量和质量传输的瞬态行为,应用了基于傅里叶级数表示的非线性理论。在较短的时间间隔内,过渡的努塞尔特数和舍伍德数表现出振荡特性。时间间隔内的舍伍德数(质量传输)比努塞尔特数(热传输)更快达到稳定值。这项研究可能有助于海洋地壳中的海水对流以及生物传感器的构造。关键词:纳米流体、生物热对流、洛伦兹力、热泳动、布朗运动、旋转微生物、磁场 PACS:44.10.+i、44.30.+v、47.20.-k 1. 简介 土力学、地下水水文学、石油工程、工业过滤、粉末冶金、核能等领域的许多理论和实践研究都是基于对多孔介质流动物理学的研究。石油工程师和地球物理流体动力学家对多孔介质中的此类流动非常感兴趣。多孔介质中液层的热不稳定性问题尤为重要。Ingham 和 Pop [1] 以及 Nield 和 Bejan [2] 对大多数多孔介质对流研究进行了出色的综述。Vadasz [3] 在最近的一篇综述中详细研究了旋转多孔介质中的流体流动和传热问题。随着纳米技术的进步,尺寸小于一百纳米的物体已经发展起来。这种纳米尺寸的物体称为纳米颗粒。Choi [4] 建议将这些纳米颗粒悬浮在基液(称为纳米流体)中,以提高基液的导热性和对流传热。因此,纳米流体开始在工业中得到广泛应用,例如冷却剂、润滑剂、热交换器、微通道散热器等等。 Buongiorno [5] 广泛研究了纳米流体中的对流输送,并致力于解释在对流下观察到的额外传热增加。Tzou [6] 使用 Buongiorno 传输方程研究了纳米流体在从下方均匀加热的水平层中对流的开始,发现由于纳米颗粒的布朗运动和热泳动,临界瑞利数比普通流体低一到两个数量级。由于纳米流体在传热现象中具有显著的特性,因此需要研究多孔介质中的纳米流体。Kuznetsov 和 Nield [7]-[8] 使用 Brinkman 模型研究了充满纳米流体的多孔介质中热不稳定性开始的情况,其中考虑了布朗运动和纳米颗粒热泳动。他们发现,纳米颗粒的存在可能会显著降低或增加临界热瑞利数,这取决于基本纳米颗粒分布是上重还是下重。此外,Bhadauria 和 Agarwal [9] 以及 Yadav 等人 [10] 扩展了热不稳定性问题,包括纳米流体的应用十分广泛,例如润滑剂、热交换器、微通道散热器等等。Buongiorno [5] 广泛研究了纳米流体中的对流输送,并着重解释对流下观察到的额外传热增加。Tzou [6] 使用 Buongiorno 传输方程研究了纳米流体在从下方均匀加热的水平层中对流的开始,发现由于纳米颗粒的布朗运动和热泳动,临界瑞利数比普通流体低一到两个数量级。由于纳米流体在传热现象中具有显著的特性,因此需要研究多孔介质中的纳米流体。Kuznetsov 和 Nield [7]-[8] 使用 Brinkman 模型研究了饱和纳米流体的多孔介质中热不稳定性他们发现,纳米颗粒的存在可能会显著降低或增加临界热瑞利数,这取决于基本纳米颗粒分布是上重还是下重。此外,Bhadauria 和 Agarwal [9] 以及 Yadav 等人 [10] 扩展了热不稳定性问题,包括纳米流体的应用十分广泛,例如润滑剂、热交换器、微通道散热器等等。Buongiorno [5] 广泛研究了纳米流体中的对流输送,并着重解释对流下观察到的额外传热增加。Tzou [6] 使用 Buongiorno 传输方程研究了纳米流体在从下方均匀加热的水平层中对流的开始,发现由于纳米颗粒的布朗运动和热泳动,临界瑞利数比普通流体低一到两个数量级。由于纳米流体在传热现象中具有显著的特性,因此需要研究多孔介质中的纳米流体。Kuznetsov 和 Nield [7]-[8] 使用 Brinkman 模型研究了饱和纳米流体的多孔介质中热不稳定性他们发现,纳米颗粒的存在可能会显著降低或增加临界热瑞利数,这取决于基本纳米颗粒分布是上重还是下重。此外,Bhadauria 和 Agarwal [9] 以及 Yadav 等人 [10] 扩展了热不稳定性问题,包括
纳米流体具有特殊的特性,使其成为更适用的材料。纳米材料在传热增强方面具有创新的特性。Buongiorno 3 给出了传统液体传热速率增强的理论模型。他强调,只有随机和热泳扩散才是热传输增强的主要机制。纳米材料在提高混合动力发动机、电子设备、核系统冷却器、家用冰箱等的热效率方面非常重要。Shahzad 等人 4 分析了两个旋转盘之间的生物对流对流加热微极纳米材料流。Waqas 等人 5 讨论了具有产热的粘弹性纳米材料的混合对流磁流体动力学流。Anjum 等人 6 探讨了
Cormac Toher,Corey Oses,David Hicks,Eric Gossett,Frisco Rose,Pinku Nath,Demet Usanmaz,Denise C. Ford,Eric Perim,Camilo E. Calderon,Jose J. Plata,Yoav Lederer,MichalJahnátek,MichalJahnátek,Wahyu Setyawan,Shidyong Richnong,Shidong Wang,junk wang shiv shiv shiv sevin v戈麦斯,盖夫。 M. Trov和M. Trov。
对各种交叉技术(包括核相关和非核相关技术)的经济潜力和准备情况进行了评估,发现 2030 年之前开始建设的新核电厂的 LCOE 净减少量可达 28-38%,之后最多可减少 65%。短期效益主要来自几种降低资本成本的技术,例如抗震隔离(7-10%)、钢板复合材料和超高性能混凝土(6-8%)、机械部件的模块化结构(4-5%)和高强度钢筋(~2%),而传热涂层(~5%)是唯一具有可比影响的非资本技术。长期效益也主要归功于资本技术,其中大型金属部件的增材制造(3-9%)和海上选址(3-9%)占了大部分效益增长。现有核电站同样有望获利,改造后可在短期内节省相当于 6-8% 的 LCOE 成本,这主要归功于上述涂层。评估的其他技术包括事故容错燃料、先进仪器和控制、先进动力循环、嵌入、能量存储和机器人技术。自三哩岛核事故以来,美国核电站的夜间成本和施工时间增加了两倍,因此此类技术具有巨大的潜力来帮助陷入困境的行业。值得注意的是,这些估计不包括从积累的施工经验中学习到的知识,这可以额外将 LCOE 降低 20-40%,并且是小型模块化反应堆的驱动因素,或从布雷顿循环的次要目标等来源增加收入,这被发现是选择此类替代方案的最可能动机,以及能量存储,其中热存储被确定为最适合核电站。此外,一旦超过相对较低的阈值,传热涂层的耐久性就被认为比热性能对其可行性更重要。尽管上述值定义了可行的节省范围,但在实施过程中必须小心谨慎才能实现这些节省。例如,如果过快实施过多模块化结构,则可能会出现问题,因为它通常不如传统结构灵活。在最近的美国 AP1000 建设中观察到了这个问题。论文指导老师:Jacopo Buongiorno 东京电力公司教授、麻省理工学院核科学与工程系副主任、先进核能系统中心 (CANES) 主任 论文阅读者:David Petti 首席核科学家、研发主任和 INL 实验室研究员
主席: Bart Gaetjens 先生* 董事会主席 Greg Akers 先生 The Haskell Company Jason Alford 先生• Health First, Inc. Luther Andal 先生 Streamline Technologies Tim Antonition 先生* Space Coast Credit Union Raul Aviles 先生 BRPH Kristin Bakke 女士 LEAD Brevard Brian Baluta 先生* Lockheed Martin Space Jim Barfield 先生 Luke & As.sociates Courtney Barker 女士 City of Satellite Beach Kevin Barry 先生 Rossway Swan Kim Belardinelli 女士 TD Bank Alan Bernstein 先生 HR Office Savers, Inc. Charles Berry, II TotalCarelT 先生 Leah Blackmore 女士 Courtyard By Marriott- West Melbourne Bonny Block Turner Construction Group Julie Braga 女士 Residence Inn by Marriott Melbourne Thomas Brandon 先生 Brandon Development Enterprises, Inc. Linda Brandt 女士 Brandt Ronat + Company Matt Brandt * Clear Channel Outdoors Scott Brazdo 先生 Black Tie Digital Marketing Colleen Browne 女士* 凯泽大学和政府金融 Cnc/ 主席 Jim Britton 先生 太空海岸房地产经纪人协会 Mark Buongiorno 先生 Tsunami Tsolutions Mark Busalacchi 先生* 墨尔本奥兰多国际机场 Kat Butler 女士• North American Properties Holly Carver 女士 布里瓦德县专员,Rita Pritchett Laura Chiesman 女士,CFP FirstWove Financiaf Danie l Ciuro 先生 Edward Jones Investments Roz Clark 女士 Space Foundation Justyn Cole Sorensen 先生 搬家和仓储 Erik Costin 先生 W + J Construction Carol Craig 女士* Sidus Space & Craig Technologies Brian Curtin 先生,PE* BRPH Craig Day 先生 DRB Packaging Doug Dombroski 先生• 墨尔本市Brett Esrock * Health First, Inc. Daniel Evans 先生全体投资者代表 Sean Farrell 先生Rockledge 市 Scott Fennell 先生高级技术工种 Peter Filiberto 先生棕榈湾市
图1.1 - AM零件的照片:(a)推进器歧管,该歧管展示了形成内部途径和空腔的能力; (b)晶格立方体,既展示了AM的重量减轻和强度能力; (c)由钛制造的钥匙扣。这些照片不仅展示了AM的实际方面,还展示了该技术的艺术可能性。............................................................................................... 1 Figure 2.1 – Graph illustrating the different material processing techniques and the time for the interaction [34]... 11图2.2 - 直接激光沉积(DED)系统的示意图。......................................................................... 11 Figure 2.3 – A detailed schematic of a direct energy deposition (DED) system......................................................... 12 Figure 2.4 – Schematics of early patents used for the development of a coaxial head: (a) Gale et al.[24],(b)Schaefer等。[25]和(c)Livsey等。[27]。............................................................................................................. 13 Figure 2.5 – Patents of coaxial nozzle designs for comparative purposes: (a) Hammeke [28] and (b) Buongiorno [30]............................................................................................................................................................................... 14 Figure 2.6 – Simplified schematic for a coaxial head with two configurations: axial spray (left) and side spray (right) [33]............................................................................................................................................................................... 16 Figure 2.7 – Mapping of the parameters and the operating region for an DED design [51]....................................... 17 Figure 2.8 – Visual aid of a proposed beam routing system exaggerating the Gaussian profile...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... reseation图证明了辐射的不同材料与波长的反射率[34]。.............................................................................................................................................................................. 20 Figure 2.10 – Early powder delivery patent schematics by Kenneth [81]................................................................... 23 Figure 3.1 – Design algorithm for DED machine design used to as a final check for the BenchDED....................... 30 Figure 3.2 – The experimental setup used in the development of the preliminary laser system.此实验设置用于确定使用两镜头配置与200瓦ND ND:YAG模块结合使用的最大点大小。The system was designed to be horizontal so that the substrate could be moved to the waist of the beam.................................................................................................................................................... 34 Figure 3.3 – Mirror beam routing system for DED............................................................................... 46 Figure 3.14 – Final design used in the research..................................................................................................... 35 Figure 3.4 – Fiber coupling systems............................................................................................................................ 36 Figure 3.5 – Schematic and photo of the first PDS prototype..................................................................................... 40 Figure 3.6 – Photos of a powder delivery system with pneumatics............................................................................. 41 Figure 3.7 – Photo of a mounted powder delivery system that used gravity to provide a consistent powder flow..... 41 Figure 3.8 – Schematic of the CAD coaxial nozzle..................................................................................................... 43 Figure 3.9 – 3D printed coaxial nozzle mock-up......................................................................................................... 43 Figure 3.10 – Testing optical assembly........................................................................................................................ 44 Figure 3.11 – Final optical assembly design................................................................................................................ 44 Figure 3.12 – Exploded view of the aluminum CNC manufactured coaxial nozzle.................................................... 45 Figure 3.13 – 2D side view of the coaxial nozzle CAD assembly........................................................................................................... 46 Figure 4.1 – Compiled and labeled photos of the BenchDED setup........................................................................... 51 Figure 4.2 – Optical microscope images at a magnification of x250 for varying the laser power density on SS316 substrates...................................................................................................................................................................... 55 Figure 4.3 – Localized vaporization of material experiments, with (a) showing a magnification of Figure 4.2 (d) and (b) showing a magnification of Figure 4.2 (e)............................................................................................................. 56 Figure 4.4 – Graph of melt pool diameter development in relation to power density................................................. 57 Figure 4.5 – The result of different scanning speeds and laser powers....................................................................... 58 Figure 4.6 – A magnified image of the outermost track from scanning rate experiments for a laser power of 125 W and scanning speeds of 50 mm/sec (left) and 200 mm/s (right).................................................................................. 59 Figure 4.7 – A comparison of the real images, versus the topology and depth mapping............................................ 60 Figure 4.8 – Optical images used to analyze the multi-pass deposition results........................................................... 61 Figure 5.1 – A photograph of the BenchDED chamber.绿色来自保护玻璃,该防护玻璃阻塞了所有红外辐射。............................................................................................. 69......................................................................................................................................................... 66 Figure 5.2 – Schematic of BenchDED G code toolpath.
使用上述协议。瑞典印度尼西亚村庄的肖像小企业和企业家,也称为晶体管 mos。随着用户输入的字符逐个字符地出现在所有用户屏幕上,brown 和 woolley 消息发布了基于网络的 talkomatic 版本,通过超链接和 URL 链接。最后,他们确定的所有标准成为了新协议开发的先驱,该协议现在被称为 tcpip 传输控制协议互联网协议,通过超链接和 url 连接。Knnen sich auch die gebhren ndern,dass 文章 vor ort abgeholt werden knnen。