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二维稳态 Boussinesq 对流 - AFIT 学者
摘要：本研究通过流函数-涡量公式研究激光诱导对流。具体而言，本文考虑了有限箱上具有滑移边界条件的二维稳态 Boussinesq Navier-Stokes 方程的解。在流函数-涡量变量中引入了一种不动点算法，然后证明了小激光振幅的稳态解的存在性。通过该分析，证明了无量纲流体参数与保证存在的激光振幅最小上界之间的渐近关系，这与在有限差分格式中实现该算法的数值结果一致。研究结果表明，当 Re ≫ Pe 时，激光振幅的上限按 O ( Re − 2 Pe − 1 Ri − 1 ) 缩放，当 Pe ≫ Re 时，按 O ( Re − 1 Pe − 2 Ri − 1 ) 缩放。这些结果表明，稳定解的存在在很大程度上取决于雷诺数 (Re) 和佩克莱特数 (Pe) 的大小，正如先前的研究指出的那样。稳定解的模拟表明存在对称涡环，这与文献中描述的实验结果一致。从这些结果出发，讨论了激光传播模拟中热晕的相关含义。
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“能量通量的概念。”三种传热模式：传导、对流和辐射。传导和对流之间的耦合（现象学方法和传热系数的引入）。“稳态条件下和固定系统的稳态能量平衡。”稳态热传导的线性模型：热阻和热导率、翅片的模型和近似、理想和无限翅片的特殊情况。”不透明体和透明介质的概念。光谱和方向强度以及辐射通量。辐射通量的第一个表达式。”涉及辐射通量的边界条件。 “平衡辐射。光谱和方向吸收率、反射率和发射率。发射、吸收和辐射通量。辐射传输的简单模型。 “非稳定传导（热扩散现象）的物理学；特征时间和长度。维度分析。傅立叶数和毕奥数的物理解释和应用。半无限壁模型（或短时响应模型）。热信号的光谱分析。固定频率下的扩散现象退化为传播。有限系统的建模。 “热强制对流的维度方法。机械和热边界层的定性概念。雷诺数、普朗特数和努塞尔特数。外部和内部对流的经典方法（仅限于充分发展的状态）。层流-湍流过渡。水力直径的概念。
风力涡轮机转子风洞试验的气动设计方法
风力涡轮机比例模型的风洞试验是评估风力涡轮机空气动力学的一种经济有效的方法，可节省时间、成本并避免与全尺寸试验相关的不确定性。然而，风洞试验转子缩放程序的主要限制是无法将雷诺数与全尺寸相匹配。本文介绍了 DTU 10 MW 风力涡轮机风洞 1/75 比例转子的非平凡气动弹性优化设计、实现和实验验证。更具体地说，这项工作是为浮动式海上风力涡轮机 (FOWT) 应用而开发的（Lifes50+，Bayati 等人，2013 年，2014 年）；尽管如此，所报告的方法和得出的结论在风力涡轮机转子缩放方面具有普遍有效性。最近也在风力涡轮机缩放方面做出了类似的努力（Bredmose，2014 年）。此外，在（Bottasso 等人，2014 年）中可以找到对缩放效应的深入分析，该分析涉及米兰理工大学风洞的先前活动：这项工作涉及气动弹性模型设计程序的定义，并且在推力和扭矩值匹配方面获得了良好的结果，并且正确缩放了叶片结构行为，同时考虑了弯曲 - 扭转缩放（Campagnolo 等人，2014 年）。
带有...的湍流槽道流的解析分析
摘要 利用解析分析，我们研究了主要造成摩擦阻力的近壁面模式如何根据湍流槽道流动的平均速度分布形状而放大或抑制。根据 K¨uhnen 等人 (2018) 的最新研究结果，他们将平均速度分布修改得更平坦，并实现了显著的阻力减少，我们引入了两种类型的人为平坦湍流平均速度分布：一种基于 Reynolds 和 Tiederman (1967) 提出的湍流粘度模型，另一种基于层流的平均速度分布。特别注意的是，体积和摩擦雷诺数都保持不变，因此只能研究平均速度分布变化的影响。这些平均速度剖面在解析分析中用作基流，通过奇异值（即放大率）的变化来评估与近壁相干结构相对应的波数频率模式的响应。修正后的平均速度剖面的平坦度通过三种不同的测量方法量化。一般而言，发现更平坦的平均速度剖面会显著抑制近壁模式。此外，发现增加壁面附近平均速度梯度对于通过缓解临界层来抑制近壁模式具有重要意义。
通过约束航空结构粒子群优化进行飞机螺旋桨设计
摘要：通过螺旋桨设计方法与粒子群优化 (PSO) 相结合，开发了一种降低螺旋桨驱动飞机能耗的航空结构算法。优化过程中考虑了多种螺旋桨参数，包括每个螺旋桨截面的翼型几何形状。螺旋桨性能预测工具采用收敛改进的叶片元素动量理论，该理论由从 XFOIL 和经过验证的 OpenFOAM 获得的翼型气动特性提供。根据实验 NACA 4 位数据估计失速角校正，并在出现收敛问题时使用。对气动数据进行校正以考虑压缩性、三维、粘性和雷诺数效应。根据实验数据拟合提出了旋转校正系数。采用基于欧拉-伯努利梁理论的结构模型，并根据有限元分析对其进行验证，同时讨论了离心力的影响。进行了一个案例研究，将弦长和螺距分布与涡流理论的最小损失分布进行了比较。使用印刷螺旋桨进行风洞试验，以得出整个程序的可行性以及 XFOIL 和 CFD 最佳螺旋桨之间的差异。最后，将最佳 CFD 螺旋桨与具有相同直径、螺距和运行条件的商用螺旋桨进行比较，显示出更高的推力和效率。
球形穹顶风洞试验及风致振动分析
摘要：在大气边界层风洞中对球形穹顶表面进行了一系列风压测量。给出了球形穹顶表面的风压分布，包括平均值和标准差。讨论了墙高跨比、矢跨比、地形类型和雷诺数对风压分布的影响。本研究侧重于风致振动分析。采用本征正交分解 (POD) 技术重建具有不同网格尺寸和形状的网状球形穹顶的风压场，并与风洞试验模型获得的结果进行比较。提出了一种非均匀分布抽头的新处理方法。不同的处理方法会导致具有不同物理意义的不同优化问题。对于风致振动分析的模态叠加分析，提出了一个新的矩阵，作者将其指定为模态载荷相关矩阵，以确定对风效应贡献最大的特殊模态。该模态对背景响应贡献最大，对共振部分贡献显著。该矩阵的物理意义为结构响应的空间分布，其优点是只考虑运动方程中已知的变量，不需要任何准静态或动态假设，最后给出了该矩阵在背景响应中的应用。
球形穹顶风洞试验及风致振动分析
摘要：在大气边界层风洞中对球形穹顶表面进行了一系列风压测量。给出了球形穹顶表面的风压分布，包括平均值和标准差。讨论了墙高跨比、矢跨比、地形类型和雷诺数对风压分布的影响。本研究侧重于风致振动分析。采用本征正交分解 (POD) 技术重建具有不同网格尺寸和形状的网状球形穹顶的风压场，并与风洞试验模型获得的结果进行比较。提出了一种非均匀分布抽头的新处理方法。不同的处理方法会导致具有不同物理意义的不同优化问题。对于风致振动分析的模态叠加分析，提出了一个新的矩阵，作者将其指定为模态载荷相关矩阵，以确定对风效应贡献最大的特殊模态。该模态对背景响应贡献最大，对共振部分贡献显著。该矩阵的物理意义为结构响应的空间分布，其优点是只考虑运动方程中已知的变量，不需要任何准静态或动态假设，最后给出了该矩阵在背景响应中的应用。
球形穹顶风洞试验及风致振动分析
摘要：在大气边界层风洞中对球形穹顶表面进行了一系列风压测量。给出了球形穹顶表面的风压分布，包括平均值和标准差。讨论了墙高跨比、矢跨比、地形类型和雷诺数对风压分布的影响。本研究侧重于风致振动分析。采用本征正交分解 (POD) 技术重建具有不同网格尺寸和形状的网状球形穹顶的风压场，并与风洞试验模型获得的结果进行比较。提出了一种非均匀分布抽头的新处理方法。不同的处理方法会导致具有不同物理意义的不同优化问题。对于风致振动分析的模态叠加分析，提出了一个新的矩阵，作者将其指定为模态载荷相关矩阵，以确定对风效应贡献最大的特殊模态。该模态对背景响应贡献最大，对共振部分贡献显著。该矩阵的物理意义为结构响应的空间分布，其优点是只考虑运动方程中已知的变量，不需要任何准静态或动态假设，最后给出了该矩阵在背景响应中的应用。
风洞试验和风致振动...
摘要：在大气边界层风洞中对球形穹顶表面进行了一系列风压测量。给出了球形穹顶表面的风压分布，包括平均值和标准差。讨论了墙高跨比、矢跨比、地形类型和雷诺数对风压分布的影响。本研究主要针对风致振动分析。采用本征正交分解 (POD) 技术重建了具有不同网格尺寸和形状的网面球形穹顶的风压场，并与风洞试验模型获得的结果进行了比较。提出了一种新的非均匀分布抽头处理方法。不同的处理方法导致具有不同物理含义的不同优化问题。对于风致振动分析的模态叠加分析，提出了一个新的矩阵，作者将其称为模态-荷载-相关矩阵，以确定对风效应贡献最大的特殊模态。该模态对背景响应贡献最大，对共振部分贡献显著。该矩阵的物理意义是结构响应的空间分布。其优点是它只考虑运动方程中的已知变量，而不需要任何准静态或动态假设。最后，给出了该矩阵在背景响应中的应用。
电动系统中混合Tioz-Sioz纳米流体冷却剂的电热特性
电动系统中的热管理是一个具有挑战性的工程分支，因为对快速冷却速率并抑制电气排放的关键要求。聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）是需要两个条件的系统的一个示例。由于冷却液可确保不重要的电势损失，但使用低电导率的传统去离子水的使用只有对PEMFC系统尺寸的重大惩罚才能实现较大的电势损失。纳米流体冷却剂的配方对于在正常环境下工作的系统非常成功，但是针对活性电气系统的新纳米流体冷却剂的研究相对较新。本文报告了对杂交1％V tioz-sioz（以50:50比率）纳米流体分散在60:40的水/乙烯乙二醇溶液中分散的纳米流体的基本研究。由加热的矩形通道组成的测试台，并在0.7 V和3处结合了连续电源，以模拟PEMFC堆栈冷却的工作条件。测试变量是加热器温度和冷却剂的雷诺数（300至700）。分析了系统和冷却剂的冷却特性的变化和变化。与水和水/乙二醇冷却剂相比，杂化纳米流体（200％至250％）实现了冷却率的显着提高（200％至250％）。电气