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World File Search System能量方程
课程内容
ES601能源工程基础3-1-0课程内容热力学：基本概念和定义。第一定律及其应用，第二定律及其应用，Exergy和不可逆性，基本发电周期。流体力学：基本概念和流体特性，流体流动的动力学，连续性，动量和能量方程，流过管道。传热：传导，辐射和对流传热。在没有热量的情况下以稳态传导热量。绝缘，自由和强制对流，通过热电偶测量温度。文本/参考文献：•M. W. Zemansky，热力和热力学4th。麦格劳·希尔（McGraw Hill），1968年。•A。L. Prasuhn，流体力学基本原理，Prentice Hall，1980•S。P. Sukhatme，《传热教科书》，Orient Longman，1979。•P. C. SEN，现代电力电子，惠勒，新德里，1998年。
带有空气动力学的高级流体力学
流体特性和流量特性 - 静态和动态压力；流体流的类型 - 层流，过渡和湍流，粘性和无粘性；质量连续性，能量方程，动量（Euler和Navier-Stokes）方程及其应用；剪切边界流 - 边界层，管流；自由剪切流 - 喷气机，唤醒，混合层；外部和内部不可压缩和可压缩流；空气动力 - 升力，阻力 - 压力，皮肤摩擦，诱发拖动；空气动力学轴系统和力矩；连接和分离的流量，压力系数，攻击角度；地面汽车空气动力学：地面效应，人体通道，扩散剂，扰流板，其他典型的空气动力学案例，来自现实生活中的案例研究；推进系统 - 螺旋桨，涡轮喷气机，涡轮扇，公羊和板球杆；可再生能源的机器 - 风力涡轮机，波浪机和潮汐力；计算流体动力学（CFD）应用于内部和外部流，均用于不可压缩和可压缩流。
使用PCM复合材料的锂离子电池的被动热管理系统：实验和数值研究
摘要 - 本文专用于在锂离子电池单元的规模上使用PCM金属泡沫复合材料设计最佳热管理系统。研究了PCM和PCM金属泡沫复合材料吸收由锂离子细胞产生的热量的能力，开发了数学和数值模型。该建模基于从CERTES实验室中开发的新实验测试工作台进行的表征实验收集的数据。为了表征锂离子细胞的热行为，开发的二维数值模型集成了Brinkmann-Forchheimer扩展的Darcy方程，焓孔隙率法和二元能量方程。数值研究是通过耦合MATLAB和COMSOL多物理学进行的。结果表明，添加铝泡沫可以对细胞进行更有效的热管理。优化研究表明，低估厚度（所需的PCM质量）会导致极端温度。还发现，额外的PCM添加对细胞表面温度没有很大影响。
混合纳米改进相变材料用于潜热储能系统：数值研究
相变材料 (PCM) 广泛应用于多种用途，尤其是在潜热热能存储系统 (LHTESS) 中。由于 PCM 的导热系数非常低。少量质量分数的混合纳米颗粒 TiO 2 -CuO (50%–50%) 分散在 PCM 中，其质量浓度分别为 0%、0.25%、0.5%、0.75% 和 1% ，以提高其导热系数。本文重点介绍用于 LHTESS 的混合纳米 PCM (HNPCM) 的热性能。开发了一种基于焓-孔隙度技术的数值模型来求解 Navier-Stocks 和能量方程。对壳管式潜热存储 (LHS) 中 HNPCM 的熔化和凝固过程进行了计算。开发的数值模型已通过文献中的实验数据成功验证。结果表明，分散性杂化纳米粒子提高了HNPCM的有效热导率和密度，当HNPCM的质量分数增加0.25%、0.5%、0.75%和1%时，平均充电时间分别提高了12.04%、19.9%、23.55%和27.33%，储能分别降低了0.83%、1.67%、2.83%和3.88%，放电时间分别缩短了18.47%、26.91%、27.71%和30.52%。
混合纳米改进相变材料用于潜热储能系统：数值研究
相变材料 (PCM) 广泛应用于多种用途，尤其是在潜热热能存储系统 (LHTESS) 中。由于 PCM 的导热系数非常低。少量质量分数的混合纳米颗粒 TiO 2 -CuO (50%–50%) 分散在 PCM 中，其质量浓度分别为 0%、0.25%、0.5%、0.75% 和 1% ，以提高其导热系数。本文重点介绍用于 LHTESS 的混合纳米 PCM (HNPCM) 的热性能。开发了一种基于焓-孔隙度技术的数值模型来求解 Navier-Stocks 和能量方程。对壳管式潜热存储 (LHS) 中 HNPCM 的熔化和凝固过程进行了计算。开发的数值模型已通过文献中的实验数据成功验证。结果表明，分散性杂化纳米粒子提高了HNPCM的有效热导率和密度，当HNPCM的质量分数增加0.25%、0.5%、0.75%和1%时，平均充电时间分别提高了12.04%、19.9%、23.55%和27.33%，储能分别降低了0.83%、1.67%、2.83%和3.88%，放电时间分别缩短了18.47%、26.91%、27.71%和30.52%。
纯气体 O2 的臭氧生成和化学动力学电晕放电
摘要 本文的工作旨在研究在纯气体 O 2 中，在大气压 P = 1 atm 和室温 T = 300°K 下电晕放电之前选定的一些物质的化学动力学，在导线-圆柱几何结构中进行。从这个角度来看，设计了一个在时间和空间上都高效的计算机程序，用于基于玻尔兹曼方程的解析度求解流体动力学经典方程组。它还参与了气体的化学动力学，包括连续性、动量和能量方程。为了获得数值分辨率，将通量校正传输方法成功应用于电放电，并获得了纯气体 O 2 的生成物质动力学。气体的反应性考虑了九种物质，它们根据 23 种反应相互作用，这些反应以最占主导地位的方式进行选择。所选的约化场值为 100、120、140、160、180 和 200 Td。得到的结果显示了与电场减弱密切相关的演变，并且臭氧的产生伴随着其他物质的出现和消失。
在感应磁场存在下热源/热沉对充满纳米流体的通道中 MHD 自然对流的影响：一种分析方法
摘要 尝试研究热源/热汇对具有感应磁场的垂直通道中磁流体力学自然对流的相关性。在统一热边界条件（等温和等通量边界条件）下，通过扰动法获得了能量方程微分方程组的解析解，针对小热泳动和布朗扩散参数。通过在 Maple 软件中引入 RKF45 还获得了流动方程的数值解。详细描述并讨论了主动参数如哈特曼数（ Ha ）、磁普朗特数（ Pm ）、热源/热汇参数（± S ）、浮力比（ Br ）、布朗运动（ Nb ）和热泳参数（ Nt ）对速度、感应磁场、感应电流密度、纳米颗粒浓度、温度和表面摩擦的影响。结果表明，布朗运动参数 ( Nb ) 和浮力比 ( Br ) 增加可增强剪切应力，而哈特曼数 ( Ha ) 和热泳参数 ( Nt ) 则相反。结果还表明，哈特曼数 ( Ha ) 和热泳参数 ( Nt ) 可增强感应电流密度，而热沉参数 ( − S ) 则相反。最后，随着布朗运动参数 ( Nb ) 和热源参数 ( + S ) 的增加，纳米流体的温度可以升高。
将解析气动弹性不稳定性分析集成到...
摘要。已经开发了两种分析颤振解决方案方法来优化二维和三维飞机机翼结构，其设计标准基于气动弹性不稳定性。第一种方法使用二维机翼模型的开环结构动力学和稳定性分析，以获得优化过程的颤振、发散和控制反转的临界速度。第二种方法涉及使用假定模态技术的三维机翼结构颤振解决方案，并有效地应用于基于颤振标准的气动弹性优化。该颤振解决方案采用能量方程和 Theodorsen 函数来计算气动载荷，并且在设计变量方面是完全参数化的，这些设计变量是锥度比、后掠角、弹性和剪切模量。由于颤振解决方案需要弯曲和扭转固有频率，因此还分析了飞机机翼的自由振动分析。 AGARD 445.6 机翼模型在马赫数为 0.9011 时的颤振解分析结果与文献中的实验结果相符。接下来，将三维颤振代码与优化框架相结合，对 AGARD 445.6 进行基于颤振的优化，以最大化颤振速度。
倾斜外壳中使用辅助流体代替纳米 PCM 的热能存储系统的传热改进：比较研究
摘要。现代热能存储 (TES) 系统依赖于寻找一种低成本的方法来改善传热。在本分析中，将同时添加 CuO 纳米颗粒和倾斜外壳与一种新方法进行了比较，该方法使用水作为补充流体，利用 PCM 和补充流体之间的密度差异来改善熔化过程。油酸被选为水中不混溶的 PCM，这会导致 PCM 和辅助流体在熔化过程结束时完全分离，从而可用于更多额外的 TES 循环。通过将水作为较重的材料直接放在油酸上方，熔化的油酸在外壳底部被水取代，因为水的密度比油酸大。首先，研究在具有不同倾斜度 0°、45° 和 90° 的外壳中添加 1% 和 2% 的 CuO 纳米颗粒以确定能量存储率。使用连续性、动量和能量方程来制定 TES 系统的数学模型。下一步，分析组合系统的熔化过程，以确定组合系统与倾斜外壳中包含 CuO 纳米颗粒的系统相比的能量存储率。将组合系统与倾斜外壳中纳米 PCM 的最佳情况进行比较，发现使用辅助流体的系统的能量存储率高出 1.396 倍。
是什么驱动了北大西洋涛动的温度异常模式？第一部分：地表气温异常的增长和衰减
综合分析用于研究驱动与北大西洋涛动 (NAO) 相关的地表气温异常模式增长和衰减的物理过程。利用欧洲中期天气预报中心在其再分析模型中实施的热力学能量方程，我们表明异常风对气候温度场的平流驱动了两个 NAO 阶段的地表气温异常模式。非绝热过程与这种温度平流强烈相反，最终导致地表气温异常恢复到其气候值。具体而言，在格陵兰岛、欧洲和美国，长波加热/冷却与水平温度平流相反，而在北非，垂直混合与水平温度平流相反。尽管表皮温度和地表气温异常模式之间存在明显的空间对应关系，但发现驱动与 NAO 相关的这两个温度异常的物理过程是不同的。表层温度异常模式由向下的长波辐射驱动，而如上所述，地表空气温度异常模式由水平温度平流驱动。这意味着，尽管地表能量预算是了解表层温度变化的有用诊断工具，但不应将其用于了解地表空气温度变化。