微尺度通道內(nèi)流動(dòng)與換熱特性的數(shù)值研究的開(kāi)題報(bào)告

微尺度通道內(nèi)流動(dòng)與換熱特性的數(shù)值研究的開(kāi)題報(bào)告開(kāi)題報(bào)告一、題目微尺度通道內(nèi)流動(dòng)與換熱特性的數(shù)值研究二、研究意義隨著納米科技的發(fā)展，微尺度流動(dòng)與應(yīng)用始終是一個(gè)熱門(mén)研究領(lǐng)域。微通道由于具有其特殊尺度效應(yīng)，促使微流體的物理與化學(xué)性質(zhì)的變化，深遠(yuǎn)地影響了流動(dòng)和傳熱過(guò)程。如何更好地了解微尺度通道內(nèi)流動(dòng)與換熱特性，對(duì)提高微流體的傳熱效率，及進(jìn)一步發(fā)展納米科技有著重要的意義。三、研究?jī)?nèi)容及步驟（一）研究?jī)?nèi)容1.建立基于CFD(ComputationalFluidDynamics)的數(shù)值模型，模擬微尺度通道內(nèi)流動(dòng)與傳熱特性；2.分析液體介質(zhì)在微尺度通道中的流動(dòng)模式（層流、過(guò)渡流和紊流）對(duì)傳熱特性的影響；3.研究微尺度流道內(nèi)的湍流流動(dòng)和熱傳導(dǎo)特性，并探討壁面效應(yīng)等雜散熱阻的影響；4.測(cè)試與分析微尺度通道內(nèi)的熱擴(kuò)散、恒流換熱傳熱實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論與數(shù)值模擬的正確性。（二）研究步驟1.了解微尺度通道的基本概念、流動(dòng)狀態(tài)與傳熱特性的機(jī)理；2.收集相關(guān)文獻(xiàn)和論文進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和研究；3.建立包括流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、熱傳導(dǎo)方程的數(shù)學(xué)模型；4.采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法，選用Fluent軟件識(shí)別微流體及壁面的狀態(tài)，計(jì)算微流體內(nèi)部的流動(dòng)和傳熱特性；5.對(duì)比及驗(yàn)證不同微流體流動(dòng)狀態(tài)的熱傳導(dǎo)特性差異，探究微尺度通道中熱傳導(dǎo)的規(guī)律；6.進(jìn)行系統(tǒng)的溫度場(chǎng)分析，檢測(cè)微尺度通道內(nèi)不同流量進(jìn)口鋪設(shè)、壁面材質(zhì)和排出口布置對(duì)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布的影響；7.通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證數(shù)值模擬的正確性與可行性。四、研究方法本文將采用數(shù)值計(jì)算和模擬分析的方法，研究微尺度通道內(nèi)流動(dòng)與傳熱特性。數(shù)值模擬采用基于CFD的方法來(lái)模擬微尺度通道內(nèi)流動(dòng)及傳熱特性。通過(guò)數(shù)學(xué)模型的建立，采用Fluent軟件計(jì)算流體力學(xué)模擬，對(duì)微尺度通道內(nèi)的流動(dòng)和傳熱特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究。同時(shí)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試與模擬數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析來(lái)驗(yàn)證模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性。五、預(yù)期成果1.掌握微尺度通道流動(dòng)狀態(tài)及傳熱特性的機(jī)理，并了解微尺度通道的基本概念；2.建立CFD計(jì)算模型，分析微尺度流體中不同狀態(tài)下溫度場(chǎng)和流場(chǎng)分布特征；3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬的結(jié)果，驗(yàn)證和分析微尺度通道內(nèi)流動(dòng)和傳熱特性的規(guī)律；4.為微尺度通道內(nèi)的流動(dòng)和換熱過(guò)程提供技術(shù)支撐，為微流體研究提供參考。六、研究時(shí)間安排本研究計(jì)劃周期將為12個(gè)月，具體時(shí)間安排如下：1-4個(gè)月：對(duì)微尺度通道流動(dòng)和傳熱特性進(jìn)行資料收集和學(xué)習(xí)。5-6個(gè)月：建立微尺度通道中的流動(dòng)和傳熱數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行初始數(shù)值模擬。7-9個(gè)月：結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)模型進(jìn)行推演和優(yōu)化。10-11個(gè)月：模擬和仿真處理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。12個(gè)月：論文撰寫(xiě)并完成畢業(yè)論文的答辯。七、參考文獻(xiàn)王國(guó)勝,唐和平,柳遵篷.<流體力學(xué)>_第2版[M].北京:高等教育出版社,2013.鄧秀新,張銅元,梁國(guó)英,錢(qián)建華.微細(xì)通道內(nèi)流動(dòng)和傳熱特性研究進(jìn)展[J].高技術(shù)通訊,2016,26(9):77