U型流道中的MHD流动、传热及插件结构的力学性能

结合有限体积法和有限元法研究U型流道中磁流体的流动特性、传热性能和流道插件的力学性能,发现外加磁场强度、金属流体进口速度以及流道插件导电性能对流道内速度场、温度场及流道插件应力、应变场的影响规律。计算结果表明：当外加磁场增强,出口段流场的温度也相应升高;较高的进口速度可以提高出口段流体的温度;提高流道插件导电性能,速度场将呈现“M”型分布,但出口段温度场变化极小。流道插件危险区域位于过渡段侧壁附近,该处应力随磁场增强而增大,随进口速度升高而降低,随流道插件电导率增大略有提升,但都小于插件材料的许用应力。本工作可为ITER包层的设计提供有价值的参考。     

磁约束核聚变环境中流道插件的热变形分析

对国际热核聚变实验堆的双冷锂铅包层进行流固共轭传热的三维数值模拟,计算两端不同约束下流道插件FCI结构的热变形和热应力分布,分析对流换热系数和热导率对FCI结构热变形和热应力的影响规律.结果表明,若钢壁与外界的对流换热系数增大,则FCI温度降低,导致热变形和热应力减小;高热导率的FCI材料将使得FCI沿厚度方向温度梯度减小,导致结构的热应力减小.     

磁-热-流体耦合场中矩形薄板的非线性振动

研究薄板结构在机械载荷、磁场和温度场共同作用下的动力学行为.考虑到板受Lorentz力的作用,根据物理方程、非线性几何方程和平衡方程建立了耦合场中薄板的运动控制方程,应用Galerkin原理推导出微分动力系统,采用Runge-Kutta方法进行数值求解,绘制了薄板运动的时程图、相轨迹图和Poincare映射图,分析温度场、磁感应强度以及机械载荷形式对系统运动规律的影响.结果表明,磁场在薄板非线性运动系统中消耗能量,可以抑制非线性作用;温度场不仅改变板内热变形和热应力,而且影响薄板的运动特征;磁场和流体压力对系统动态响应的影响是相互耦合的,静压力或脉动压力的增大不仅导致振幅的增加,而且改变系统的运动特征.     

“物理意义”在大学物理概念教学中的作用和模式

从三个方面讨论物理意义在大学物理概念教学中的重要作用,揭示物理意义教学的必要性。结合具体的教学事例,分析拓展物理意义教学的模式,不仅包括传统物理意义概念教学的定性模式,也包括概念的定量推导、图形描述以及立体多角度的深入探讨和横向类比分析等形式多样的物理意义教学模式。这不仅可以使学生通过物理意义的认识加强对相应的物理概念的理解,同时多种教学模式的运用也可以使学生的综合能力和素质得到提高。     

物理教科书的重新定位和思考——在信息技术与课程整合背景下

教科书是课程最重要、最基本的载体,信息技术与物理课程的整合必然引起教科书设计的改革,本文对教科书的定义进行了重新界定,并提出了一个基于信息技术与课程整合的物理教科书设计思路,即将教科书变为“元知识+问题”式,并设置功能版块作为支撑。     

球床式高温气冷堆堆芯三维建模及稳态热工水力分析

准确可靠的反应堆热工水力分析对球床模块式高温气冷堆的设计及安全运行具有重要意义。基于氦气冷却剂在高温气冷堆堆芯的流动和传热进程,利用CFD软件构建高温气冷堆堆芯的三维耦合模型,模拟计算额定工况下氦气冷却剂在堆芯内的流动和传热过程,并将计算结果与使用THERMIX软件的计算结果进行对比。结果表明：在额定工况下三维模型的稳态计算结果与THERMIX计算数据吻合,相对误差小于1%,三维模型可用于模拟堆芯的冷却剂温度分布情况。研究结果可为后续开展高温气冷堆的堆芯旁流等复杂热工水力现象的分析奠定基础。     

大温差下真空绝热板复合围护结构热工性能数值分析

为研究真空绝热板复合围护结构热工性能,采用真空绝热板对活动房墙体进行内保温、夹心保温和外保温形式的构造,根据寒冷地区气候变化特征建立物理及数学模型.对这3种构造大温差下的热工性能进行数值对比分析.在同一温度波连续作用下,理论分析3种构造活动房围护结构的衰减系数、延迟时间、围护结构内表面温度变化、热传递等.结果表明,内保温形式有利于减小热桥处的热流损失、减小辐射冷感、缩小内墙壁表面温度与室温的差距、改善室内热舒适性.该研究对真空绝热板在建筑领域的推广应用具有借鉴意义.     

极不均匀热负荷下腔式吸热器受热面流量和壁温分布的试验研究

由于镜场辐射投射到吸热器受热面上同一目标点（即单点聚焦）,造成塔式太阳能腔式吸热器受热面热负荷呈现时间和空间分布的不均匀现象,导致系统工质流量分配特性恶化。搭建用于模拟蒸发受热面水动力特性的试验装置,利用低电压大电流变压器加热,得到各管流量分配及壁温分布规律。从试验角度弥补了腔式吸热器受热面的水动力特性研究的空白,有利于实现腔式吸热器向大容量、高效率、规模化方向发展。