2021年, 第30卷, 第2期 刊出日期：2021-02-25
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热科学学报. 2021, 30(2): 363-393. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1403-x中文摘要：在面对热管理问题时具有足够的机械强度和传热性能的轻量化结构的重要性日趋重要。其中多孔结构具有骨架支撑以保持机械性能和较大的孔隙保持流体流动被认为是非常有前途的结构，在过去几十年吸引了来自科学界和工业界的兴趣。然而，由于多孔基质形态复杂，压力降和换热系数(HTC)的性能也各不相同，对不同结构的综合比较和评价还很不清楚。本文综述了近年来轻质多孔结构强制对流换热的研究进展;重点放在了开放细胞泡沫，格子框架，结构填料床，和丝织结构。讨论了他们的实验装置、多孔结构的形态、形态对压降和HTC的影响以及进一步的应用。在对形态学进行精确测量的新方法中，应注意建立更精确的相关性。此外，对低雷诺数和现有结构的研究较多，对高速区强制对流换热特性的研究较少以及开发新的多孔结构。
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热科学学报. 2021, 30(2): 394-417. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1419-2
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热科学学报. 2021, 30(2): 418-431. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1266-1
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热科学学报. 2021, 30(2): 432-440. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1353-8中文摘要：本文对直接空冷凝汽器倾斜蛇形翅片扁管内的顺流和逆流凝结换热进行了实验研究。实验结果表明，在实验范围内，凝结换热系数随换热温差增大而减小，随蒸汽质量流速减小而减小，顺流与逆流具有相似的变化趋势；在相同外部冷却条件下，逆流凝结换热系数小于平行流的凝结换热系数。同时将试验结果与经典计算关联式进行了比较，最终确定了本试验条件下管内蒸汽凝结换热计算关联式。试验数据与关联式计算值相比，顺流误差范围为±4%，逆流误差范围为±5%。本文的研究成果已在实际工程中得到验证，可为空冷凝汽器的性能研究、设计和优化提供理论参考。
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热科学学报. 2021, 30(2): 441-450. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1357-4中文摘要：重力驱动颗粒流中的换热在许多工业领域中都有涉及，例如固体散料余热回收以及太阳能发电系统。为更加了解移动床换热器在该领域的应用，本文基于离散单元法（DEM）数值研究不同表面外的颗粒流特性，包括颗粒运动与传热过程。研究表明，虽然颗粒流宏观上与流体相似，在局部仍保持明显离散特性。特别在圆管附近，颗粒流中的参数波动不可避免。由于颗粒离散性，颗粒流中存在一种特殊现象—竞争运动。在传热方面，因颗粒与平板壁面间的接触情况较好，平板外的全局平均换热系数高于圆管。然而，颗粒竞争运动引起更多高温颗粒趋于接触圆管，有利于增强局部传热。上述换热特性也会影响不同几何结构出口附近的温度分布。
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热科学学报. 2021, 30(2): 465-476. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1422-7中文摘要：基于化学交联方法，本文使用粘度为10cSt，20cSt，50cSt和100cSt的聚二甲基硅氧烷合成了介孔和大孔SiOC陶瓷，并通过3ω法对上述陶瓷材料的热导率进行了高精度测量。通过多参数线性优化算法，使用三个典型的热导率模型，即串联模型（SM），Maxwell-Eucken 1模型（ME1）和有效介质理论（EMT）模型来推导经验公式，与实验结果非常吻合。另外，本文探索了孔径和比表面积对多孔结构总热导率的影响。有趣的是，我们发现在纳米尺度上，多孔结构内部的气相和固相热导率都随着孔径的增加而增加，但是随着孔径的增加，多孔结构的总热导率却呈现出下降趋势。通过对上述材料扫描电子显微镜图片进行分析，证实了传热路径的扩展和固相之间更多孔隙的阻隔共同导致了孔径较大的SiOC陶瓷气固耦合热导率的降低。相反，在材料合成的过程中，通过调节合成参数使单个粒子小型化，可以增加所合成的多孔材料中的小孔数量，以满足伪晶格振动条件，从而导致多孔结构气固耦合热导率和总热导率的升高。这些发现将为设计热导率极低的SiOC多孔陶瓷超级绝热材料提供重要的指导意义。
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热科学学报. 2021, 30(2): 477-492. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1398-3中文摘要：针对方形锂离子电池的比热容测量成本高和导热系数测量困难问题，运用傅里叶热分析理论设计开发了用于测量电池热物性参数的两个样品-加热膜-样品三明治结构的测量装置。类似于电路建模方法，建立了自制测量装置的热损失热路模型，一个稳态热路模型用于估计样品导热系数，另一个动态热路模型用于估计样品比热容。应用解析法和递推最小二乘法，提取两个热路模型参数，估计装置热损失，校正样品测量值。对比于玻璃和钢板样品参考样品的导热系数，所提出的稳态热路法使装置测量精度提高了95%以上。对比于绝热量热仪测量的50%SOC电池比热容值，所提出的动态热路法是测量装置测量精度提高了90%左右。实验结果表明，所提出的测量装置及其热路建模方法能够可靠、方便和低成本地测量方形锂离子电池的热物性参数。
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热科学学报. 2021, 30(2): 493-503. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1415-6中文摘要:本文通过数值模拟的方法分析了轴向旋转热管砂轮冷凝段外壁面的强化对流换热性能，为确定轴向旋转热管砂轮冷凝段的结构参数提供了理论依据。研究了不同翅片高度(f=0-7 mm)、不同旋转雷诺数(Rer=1602-6408)和不同射流雷诺数(Rej=42379-108302)条件下，轴向旋转热管砂轮冷凝段的强化换热性能。结果表明：当翅片高度为5mm时，轴向旋转热管砂轮冷凝段的对流换热系数最高，相比于无翅片情况提高了约84%。不同旋转雷诺数下存在一个临界射流雷诺数，超过该临界射流雷诺数，低温射流才能到达冷凝段进行有效换热，且该临界值随着旋转雷诺数的提高而增加。当旋转雷诺数Rer=6408时，该临界值位于42379至61215之间；当旋转雷诺数Rer=9610时，该临界值位于61215至80050之间。
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热科学学报. 2021, 30(2): 504-516. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1355-1中文摘要:为了得到可信赖的计算结果，本文验证了RNG k-ε湍流模型联合加强壁面法计算超临界航空煤油RP-3在螺旋盘管中的传热,优选了RP-3的热物性模型。最重要的是通过两步法验证了网格的独立性，并研究了在超临界壁温条件下边界网格对计算精度的影响。随边界层网格尺寸的变化，出口温度呈现出增加、伪收敛、减少和收敛四个区域。分析表明出口温度和进出口压差最大计算误差分别为20.65%和98.15%, 这意味着边界层网格对流动和传热的计算具有重大的影响。基于此, 推荐第一层网格无量纲壁面距离 y+=Prw-1/1.78(Prw表示壁面普朗特数)为边界层网格的收敛点。在不同的螺旋管结构参数、操作条件和螺旋长度条件下，讨论了粘性长度y*的变化规律。提出了一个显式的y*模型用于计算第一层边界层网格的高度(y) 并有效地细化边界网格。在Rogers基础上，提出了一个改进的摩擦系数Cf模型；进一步，通过动量与热量的的类比提出了新的努赛尔数Nu模型。上述y*、Cf和Nu模型均适用于螺旋管进口段和整个管长；无论出口温度低于还是高于临界点，或者雷诺数增至70000以上，上述模型均表现出良好的预测能力。
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热科学学报. 2021, 30(2): 517-529. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1312-4中文摘要：再生冷却作为一种有效的热防护手段，近年来在液体火箭发动机上的得到了广泛的应用。但是，由于入口/出口集液环的存在所引起的冷却通道内冷却剂流量不均匀的影响并没有引起足够的重视。本文对液氧/甲烷发动机进行了燃烧与再生冷却的耦合流动与传热计算，并比较了有无集液环对结果的影响。随后，讨论了三种不同的入口/出口集液环分布。结果表明，沿周向平均的参数受集液环影响较小。然而，集液环的存在会使得质量流量和壁面温度沿周向分布不均匀。另外，当入口与出口夹角分别为0度、90度和180度时，喉部沿周向的最大温差比无集液环时分别增加了90.1%、151.2%和229.5%。这表明，集液环入口与出口的夹角越大，质量流量和壁面温度沿周向的不均匀性就越大，这会产生额外的热应力，对火箭发动机造成一定的负面影响。
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热科学学报. 2021, 30(2): 530-539. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1316-0中文摘要：在钛合金薄板两道微束等离子弧焊的过程中，基于接触热阻理论，建立了钛合金薄板与柔性夹具间接触传热的三维瞬态传热有限元模型。研究了接触上表面（钛合金薄板）温度、微观接触热阻、微观间隙热阻、直流和脉冲焊接对接触热阻的影响，并对比了仿真与实验结果。研究结果表明，当接触上表面温度在290-370 K范围内，接触热阻随温度的升高而增大；微观接触热阻对接触热阻的影响比微观间隙热阻大26.1%-46.3%；脉冲焊接的接触热阻比直流焊接大3.1%-3.5%；熔池深度的仿真与实验结果的误差为8.6%，验证了模型的可靠性。
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热科学学报. 2021, 30(2): 540-550. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1264-8
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热科学学报. 2021, 30(2): 562-573. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1391-2中文摘要：为了分析带有分流叶片的低比转速离心泵叶轮流道中每个子通道的内部流动特性，数值分析研究了一个叶轮流道内压力波动的时间历程波形和频谱及与之相对应的流态分布。同时进行了性能实验和粒子图像测速（PIV）测试，以验证数值计算的结果。结果表明，数值分析与试验结果吻合良好。压力波动的时间历程和频谱取随着监测点的位置（靠近或远离蜗壳舌）的不同呈现出不同的变化。每个监测点的主频等于五倍或十倍的轴频。在一个叶轮流道中，由分流叶片分开的每个子通道处的射流-尾迹形态在周向上并不均匀。对于远离蜗壳舌的流道，压力侧子通道的湍动能要比吸力侧子通道的大得多。随着流量的增加，靠近蜗壳出口弯头的区域出现了大尺度涡。
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热科学学报. 2021, 30(2): 574-584. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1406-z中文摘要：第二类吸收式热泵可以提升能量品位并将热量传递给被加热介质，可广泛用于分布式供能系统、工业工艺过程和远距离室内供暖领域。本文建立了一套以LiBr/H2O为工质对的单级立式降膜第二类吸收式热泵实验系统，以研究其在不同热源水流量条件下，分别生产高温热水和低压蒸汽时性能表现。对该热泵的有用输出热量、COP、ECOP和系统温升分别进行了测试。结果表明，在逆流换热条件下，吸收器难以直接产生低压蒸汽但可以获得更多有用输出热量，其最大值为20.3kW，高于顺流换热情况。低压蒸汽的生产对换热方式有一定要求。当热源水流量为2.1m3/h时，系统内部温升最大值可达28.1℃，其对应最小COP为0.22。通过增加热源水流量，可以在一定程度上改善单级吸收式热泵的性能表现。
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热科学学报. 2021, 30(2): 585-597. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1221-1中文摘要：本文提出了一种用于发动机余热回收的自由活塞膨胀机-直线发电机(FPE-LG)，并提出了基于位移(控制策略A)和配气正时(控制策略B)的两种控制策略，进而研究了不同控制策略下的运行特性和输出特性。研究结果表明，不同的控制策略对FPE-LG性能有着重要的影响。当FPE-LG在控制策略A下运行时,运行频率是由进气压力,提前排气时间,固定位置点和外部负载电阻,而在控制策略B下时，运行频率只与进排气时间和提前排气时间有关。对于两种控制策略，外接负载电阻对行程长度均有轻微的影响。对于控制策略A，当提前排气时间大于40ms时，行程长度随进气压力增大而增大，而提前排气时间小于40ms时，行程长度先增大后减小。对于控制策略A，存在最优的外接负载电阻和提前排气时间，使得输出功率达到最大，而对于控制策略B，平均功率输出随着提前排气时间的增大而减小。可以通过运用不同的控制策略,调整相关的运行参数，可以获得稳定的运行状态和高效的输出。
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热科学学报. 2021, 30(2): 598-609. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1325-z中文摘要：本文通过实验和模拟研究了直线压缩机在制冷系统中的启动特性。文章建立了考虑非线性气体力的直线压缩机启动过程数学模型，采用Runge–Kutta方法求解，并搭建基于LabVIEW的实验平台对模拟结果进行了验证。实验结果表明，包括不稳定状态过程在内的数学模型仿真结果误差可控制在15%以内。通过搭建的制冷系统试验台，研究了环境温度及运行频率等对直线压缩机启动性能的影响，对比研究了环境温度为25℃和35℃时直线压缩机的不稳定特性，并通过模拟分析了直线压缩机启动过程产生不稳定现象的机理。模拟结果表明，直线压缩机启动过程中在泵气点位置和上止点位置容易出现运行不稳定现象。进一步研究表明，设计阶段通过适当增加动子质量或弹簧刚度可有效改善直线压缩机的启动运行稳定性。
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热科学学报. 2021, 30(2): 610-623. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1321-3中文摘要：为在数值模拟中以较小的计算成本准确预测燃烧场及污染物，本文采用直接关系图法及敏感性分析方法对GRI-Mech 3.0进行了简化，得到一套含有22种组分，65步反应的简化反应机理，并对所得简化机理进行理想反应器验证及数值模拟验证。结果表明，该简化机理同详细机理在宽工况范围内吻合良好，在数值模拟中（RANS和LES）可准确的预测温度场及组分分布，且对某工业燃气轮机出口NO的预测误差小于2×10-6。该简化机理有着较高的工程应用价值。
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热科学学报. 2021, 30(2): 624-635. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1399-2中文摘要：由于基团贡献法具有易于应用且应用范围广的优势，本研究利用Marrero/Gani基团贡献法建立了预测烃类与惰性气体混合的可燃性极限的模型，这对烃类在ORC系统中的安全应用具有重要意义。整个建模过程分为纯物质预测和混合物质预测两部分。在基团贡献法中，首先引入了惰性气体的贡献因子和稀释度。在改进的混合物基团贡献法模型中，提出了基于线性叠加法的95%置信区间以提高安全系数。当惰性气体为CO2时，可燃下限的平均相对偏差和相关系数分别为5.34%和0.88，可燃上限的平均相对偏差和相关系数分别为6.99%和0.95。当惰性气体为N2时，可燃下限的平均相对偏差和相关系数分别为7.47%和0.84，可燃上限的平均相对偏差和相关系数分别为6.68%和0.97。最重要的是，本文模型拓宽了基团贡献法的应用范围，弥补了针对碳氢化合物和惰性气体混合物可燃性极限预测方法的不足，并提出了不确定性分析，提供了可靠的预测范围。
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热科学学报. 2021, 30(2): 636-643. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1324-0中文摘要：水泥生产中的NOx排放量仅次于火力发电和汽车尾气。 在本文中，谷口发现的现象被用于水泥分解炉中以还原NOx。 根据他的研究结果，本文提出了在煤粉燃烧过程中的高温贫氧区注入氨的方法以减少NOx的生成（HT-DeNOx）。 对于大型水泥分解炉（3200 t/d），采用数值模拟方法，结合传统的选择性非催化还原（SNCR）方法对HT-DeNOx技术进行了评价。 结果表明，高温贫氧区中的NH3和HCN可以在反应过程中还原NO。 在注入极少量氨的情况下（化学计量比NSR = 0.1），HT-DeNOx还原NO的效率为27.72％。 将HT-DeNOx（NSR = 0.1）与SNCR（NSR = 1.1）结合使用，还原效率提高至60.05％，作为对比，在NSR = 1.2时仅使用SNCR的还原效率为50.83％。
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热科学学报. 2021, 30(2): 644-655. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1410-y中文摘要:为了降低高碱煤气化结渣风险并优化实际运行温度，分别通过水平管式炉试验平台和热力学计算软件FactSage 7.2开展高碱煤气化试验和相关的热力学计算。试验前通过传统的结渣判断指标预测三种煤的结渣趋势，但是不同指标的判断结果并不一致。碱金属钠的固留率（RNa）与气化灰熔融温度（AFTs）之间的关系表明：RNa高的煤的AFTs较低，而RNa低的煤的AFTs较高。但是，当灰中存在大量的钙的硅酸盐和硅铝酸盐时，即使RNa较低，气化灰的AFTs也显著降低。此外，建议将三种煤的实际运行温度（按照木垒煤、沙尔湖煤和铁投煤的顺序）分别控制在1150℃，1100℃和950℃以下。
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热科学学报. 2021, 30(2): 656-667. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1323-1中文摘要:柔和燃烧具有燃烧效率高、低排放、低噪音、燃料适应性强等特点，在工业上具有很大的应用潜力。本文通过实验和数值模拟的方法研究完成了燃料/空气混合模式对锅炉柔和燃烧器的NOx和CO排放的影响。燃料/空气混合模式可分为三类：纯预混模式、纯扩散模式以及杂交模式。数值模拟采用了可实现的k-ε湍流模型和EDC燃烧模型。除了燃烧器头部附近的温度，计算结果与实验获取的炉膛中心轴向温度分布吻合较好。数值模拟结果显示不同的燃料/空气混合模式下速度场分布是相似的，但杂交模式下扩散燃料喷嘴附近的OH浓度高于纯预混模式，同时OH峰值浓度所对应的位置更接近炉膛的后半部分。纯预混模式下主反应区的温度分布十分均匀，是柔和燃烧的典型特征。而杂交模式下炉膛中则明显存在一块反应温度高于1600K的区域。此外，计算结果表明炉膛内回流比较大，能够确保足够的烟气内部再循环，进而在炉膛局部区域实现柔和燃烧。在距离头部轴向距离大于0.2米的位置，纯预混模式下的回流比要高于杂交模式下的回流比，使得更多烟气参与回流。实验结果表明，当热强度小于1.67 MWm-3时，纯预混模式下接近化学当量比条件下NOx排放低于15ppm@3.5%O2，同时CO排放低于10ppm@3.5%O2。在纯扩散模式下，NOx排放小于30ppm@3.5%O2。为了同时保证低NOx和CO排放，结果表明不同热负荷下燃烧/空气混合模式存在最佳燃料分配比例。
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热科学学报. 2021, 30(2): 668-681. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1349-4中文摘要：本文通过数值模拟方法研究了某轴流压气机的旋转不稳定性现象，检验了利用URANS方法捕捉旋转不稳定性多重频率尖峰宽频特征的可行性，并进一步揭示了内在的流动机理。数值模拟采用压气机转子全通道建模方案以完全捕捉流场中不同空间尺度的周向传播扰动。在非定常计算过程中进行了长时间的动态数据监测以获得足够高的频率分辨率，这对于精确解析旋转不稳定性多重频率尖峰间的小频率间隔是必要的。结果显示全通道URANS方法成功的捕捉到了旋转不稳定性多重频率尖峰的宽频特征，并且旋转不稳定性频带范围以及频谱特征与试验结果相吻合。进一步，通过对旋转不稳定性的多重频率尖峰特征进行周向模态分解，发现多重频率尖峰特性是由压气机转子顶部区域的两种不同尺度的周向传播扰动间的干涉导致的。详细的三维流场分析显示，小尺度扰动是由叶顶间隙涡的非定常振荡导致的，并且该叶顶泄漏涡的非定常振荡在相邻流道间具有相位延迟，因此引入了沿转子周向传播的扰动；而大尺度扰动是由小尺度扰动的周向波数与叶片数失谐导致的，该大尺度扰动与小尺度扰动干涉形成了旋转不稳定性独特的宽频多重频率尖峰特征。
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热科学学报. 2021, 30(2): 682-695. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1425-4中文摘要：压力敏感涂料（Pressure Sensitive Paint, PSP）测量技术具有非接触、高空间分辨率、覆盖面积大等优势，在空气动力学和热力学实验研究中得到越来越多的应用。然而，由于狭窄流道对光路的严重限制，该技术很少被成功地用于内流场研究，如压气机叶栅。本文采用PSP技术对稠度为2.3的高稠度压气机叶栅的全域表面压力分布进行测量。为获取内部流道的PSP集成图像，采用了双相机系统和三维重建、图像融合等方法，结果表明，采用所述方法可以获得质量较好、可读性强的图像测量结果。同时，将PSP测得的压力数据与传统测压方法测得的压力数据进行了比较，结果表明二者具有较好的一致性。此外，本文给出了不同进口马赫数和攻角条件下的整个叶栅通道表面压力的测量结果，结果表明，可以通过双相机系统对高稠度压气机叶栅通道的表面压力进行PSP全域测量。
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热科学学报. 2021, 30(2): 696-706. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1318-6中文摘要：相比于传统涡轮增压器，燃料电池车用离心压缩机常工作在靠近喘振线的工况下。低稠度和半高叶片扩压器是改善离心压缩机稳定性的好方法。通过定常与非定常数值仿真研究了四种扩压器结构的性能，即无叶扩压器(VLD)、全高低稠度扩压器(LSVD)、轮毂侧半高低稠度扩压器(HVD)以及轮罩侧半高低稠度扩压器(SVD)。结果表明：在设计工况、喘振工况及阻塞工况下，最好的扩压器分别为LSVD，HVD和SVD。相比于LSVD和VLD，HVD可以使发生喘振的流量降低15.53%及9.21%。在近喘振点，吸力侧通道涡在LSVD轮毂侧形成，且像周向失速团旋转。发卡涡在叶片前缘形成，被主流沿着吸力侧拉扯至发生局部涡脱落。基于半高叶片扩压器的扩稳机理是叶顶泄漏涡从间隙侧迁移至叶片安装侧，并补充了该侧的低动量区。半高叶片扩压器最好的安装位置取决于叶片出口流动状态，即尾迹区的位置。
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热科学学报. 2021, 30(2): 707-715. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1319-x中文摘要：针对某重型燃气轮机高压动叶复合冷却结构，采用全三维数值模拟的方法，研究了动叶片分别在静止和旋转状态下的内部冷却通道和外部流道的流动与换热特性。结果表明：在科式力、离心力及其衍生的浮升力的综合作用下，内部冷却通道中的冷气的湍流度升高，冷气的流动阻力和换热能力均比静止状态明显增大。旋转总体上增大了压力面与吸力面极限流线的斜率，这将对叶片表面的换热产生至关重要的影响。旋转使压力面前缘气膜孔流量沿叶高方向分布不均匀。对比静止和旋转状态下的结果，在静态试验的基础上认知动态试验结果具有非常重要的意义。
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热科学学报. 2021, 30(2): 716-728. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1315-1中文摘要：为了分析主孔与侧孔射流角度以及孔径比对平板模型气膜冷却效率影响，采用压力敏感漆(PSP)技术实验研究了不同吹风比下单孔与姊妹孔的绝热气膜冷却效率，数值研究了单孔与姊妹孔冷却射流的流动结构。研究发现：姊妹孔在所有吹风比下气膜冷却效果均优于单圆孔正向射流、逆向射流。主孔或侧孔的逆流均可增加姊妹孔的展向气膜覆盖面积，主孔逆流，侧孔顺流，主孔与侧孔孔径比AR=1在高吹风比（BR=1.5）下获得最好的气膜冷却效果,相对圆柱孔顺流的面平均气膜冷却效率提高了11.9倍（X/D=±1.5,Y/D=1-Y/D=17）。低吹风比（BR=0.5）下，侧孔肾形涡均可降低主孔肾形涡强度，从而减少冷却剂脱离壁面，增强气膜冷却效果。主孔逆流且侧孔顺流在高吹风比(BR=1.5)下，侧孔CRVP对主孔CRVP抑制效果最佳。
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Experimental Studies on Fuel Spray Characteristics of Pressure-Swirl Atomizer and Air-Blast Atomizer热科学学报. 2021, 30(2): 729-741. https://doi.org/10.1007/s11630-021-1320-z中文摘要：采用粒子成像测速仪(PIV)、平面激光诱导荧光(PLIF)和激光粒度分析仪(LPSA)等方法，研究了压力雾化喷嘴在不同压降及不同燃油温度下的流场和雾化特性，同时对空气雾化喷嘴的雾化特性进行研究，从而揭示初始雾化与流场的相互作用。结果表明，对于压力雾化喷嘴，雾化锥角随着压降的增加而增加，当压降高于0.5MPa时，锥角几乎不再变化，但是喷嘴下方中心区域的燃油浓度增加，这主要是由于穿透深度较小的小液滴数目增加引起的。燃油温度对雾化锥角的影响在低压降下作用比较明显，压降主要影响喷嘴出口附近的流场及燃油分布。对于空气雾化喷嘴，由于旋流空气的引入使得锥角明显高于压力雾化喷嘴，并且锥角随空气速度的增大而减小，随燃料速度的增大而增大。空气流速主要影响喷嘴出口附近的速度和液滴分布，而燃料流速主要影响它们在下游的分布。燃油在喷嘴下方呈环形分布，在轴向方向的分布变化不大。
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热科学学报. 2021, 30(2): 9739-9739. https://doi.org/10.1007/s11630-020-1313-3随着换热器网络综合问题规模的不断增大，搜索全局最优值变得更加困难。在结构化优化模型中，如分级超结构模型，可以通过增加网络中的级数来扩大求解域，如此会涉及多个整数和连续变量参与参与，导致计算效率的降低。因此，提出了一种新的节点模型。它可以提高结果质量的同时减少时间消耗。该模型的特点是通过在流股上设置节点的数量以量化换热器的位置，以改变换热器的匹配模式。所提出的节点模型在生成和消除换热器方面具有更大的灵活性，并且在探索解决方案领域方面具有很强的延展性。为提高算法的搜索能力，对强制进化的随机游走算法进行了修改并将修改后的强制进化的随机游走算法应用于新提出的模型中。获得的4SP，9SP和16SP的结果优于文献中报道的结果，分别减少106 USD∙a-1,1,253 USD∙a-1,23,444 USD∙a-1，验证了这一新的模型在处理换热网络综合问题上具有很强的有效性。
