自然對(duì)流廣泛應(yīng)用于工程實(shí)際中,如電子設(shè)備散熱、建筑工程、航天系統(tǒng)等領(lǐng)域。隨著電子設(shè)備不斷向多功能、微小體積方向發(fā)展,散熱問(wèn)題更加棘手,而自然對(duì)流換熱以其低能耗、低噪音的優(yōu)點(diǎn),成為研究散熱問(wèn)題的主要熱點(diǎn)方向。將電子設(shè)備散熱問(wèn)題簡(jiǎn)化為腔內(nèi)具有內(nèi)熱源的換熱問(wèn)題,是學(xué)者們研究電子設(shè)備散熱問(wèn)題的主要方法。本文采用數(shù)值方法研究了熱源幾何形狀、熱源數(shù)量、熱源位置、熱源尺寸、腔體高寬比(H/W)、空氣-壁面耦合輻射換熱、熱源發(fā)射率和溫度以及三維結(jié)構(gòu)對(duì)封閉腔內(nèi)湍流自然對(duì)流的影響,分析了各因素對(duì)封閉腔內(nèi)速度、溫度、Nu數(shù)、湍流黏度、壁面剪切應(yīng)力的影響,以期利用該規(guī)律為提高電子設(shè)備冷卻效率提供一定的理論支撐。本文主要工作如下:(1)考慮熱源幾何形狀、熱源尺寸(r/H)、熱源位置、熱源數(shù)量、腔體高寬比(H/W)對(duì)腔體內(nèi)湍流自然對(duì)流換熱影響。結(jié)果表明:封閉腔內(nèi)放置半圓形熱源時(shí),熱壁面和冷壁面平均Nu數(shù)最大;熱源尺寸(r/H)逐漸增大,熱壁面平均Nu數(shù)逐漸降低,熱源尺寸增加不利于熱壁面與腔體內(nèi)流體換熱;熱源位于腔體底部且靠近熱壁面附近時(shí),熱壁面平均Nu數(shù)最低,為50.9;熱源位于腔體頂部靠近冷壁面時(shí),熱壁面平均Nu...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1CFD工作流程圖

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-7-2數(shù)值計(jì)算方法基礎(chǔ)2.1計(jì)算流體力學(xué)定義計(jì)算流體力學(xué)(CFD)是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示，對(duì)包含有流體流動(dòng)和熱傳遞等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析[82]。2.1.1CFD特點(diǎn)及應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，CFD技術(shù)改進(jìn)也日新月異，如流體流動(dòng)、熱交....

圖3.1封閉腔物理模型示意圖

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-19-3熱源結(jié)構(gòu)對(duì)封閉腔內(nèi)湍流自然對(duì)流的影響矩形腔體中自然對(duì)流傳熱，由于具有廣泛的工程應(yīng)用背景，包括建筑絕緣、電子儀器的冷卻裝置、太陽(yáng)能收集器、核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)等而被大量研究。其中隨著電子設(shè)備不斷向多功能、微小體積方向發(fā)展，散熱問(wèn)題更加棘手，如果散熱處理不好....

圖3.2y=0.375m水平線上的溫度分布

內(nèi)置熱源結(jié)構(gòu)對(duì)封閉腔內(nèi)湍流自然對(duì)流傳熱特性的研究-20-3.2時(shí)間步長(zhǎng)驗(yàn)證時(shí)間步長(zhǎng)是瞬態(tài)計(jì)算中一個(gè)非常重要的參數(shù)，設(shè)置過(guò)大有可能影響計(jì)算精度，不能準(zhǔn)確的捕捉到場(chǎng)的細(xì)微變化。設(shè)置過(guò)小又會(huì)增加迭代次數(shù)，從而使計(jì)算時(shí)間增長(zhǎng)，設(shè)置不當(dāng)會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以選取一個(gè)合適的時(shí)間步長(zhǎng)十分....

圖3.3含內(nèi)熱源二維方腔網(wǎng)格劃分示意圖

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-21-圖3.3含內(nèi)熱源二維方腔網(wǎng)格劃分示意圖3.4網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證網(wǎng)格數(shù)量是度量網(wǎng)格的另一個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)，理論上網(wǎng)格數(shù)越多，計(jì)算結(jié)果會(huì)相對(duì)比較精確。網(wǎng)格數(shù)越多計(jì)算時(shí)不僅對(duì)計(jì)算機(jī)的要求越高而且耗時(shí)更久，因此合適的網(wǎng)格數(shù)既有利于節(jié)約時(shí)間成本也保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。下....

本文編號(hào)：4050827