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纳米复合相变材料熔化过程数值模拟
被引量：
7
1
作者
赵亮
邢玉明
+2 位作者
吕倩
罗叶刚
刘鑫
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期1860-1868,共9页
相变储能技术在航空航天等领域具有广泛的应用前景,但是相变材料导热性能差制约了其工程化应用。高导热的纳米材料能够有效提高相变材料的导热性能。为了对其相变现象进行更精细的模拟分析,基于Maxwell-Garnett等效介质理论(EMT)建立3...
相变储能技术在航空航天等领域具有广泛的应用前景,但是相变材料导热性能差制约了其工程化应用。高导热的纳米材料能够有效提高相变材料的导热性能。为了对其相变现象进行更精细的模拟分析,基于Maxwell-Garnett等效介质理论(EMT)建立3种具有代表性结构的纳米复合相变材料详细物性参数,将流体体积(VOF)模型与焓-多孔介质模型相耦合,在考虑相变材料体积膨胀的情况下,数值模拟了纯石蜡、添加不同体积组分金刚石纳米粒子(ND)、单壁碳纳米管(SWCNT)和石墨烯纳米片(Gn P)的纳米复合相变材料在定温边界条件下的固液相变过程。结果表明:相变材料熔化过程中对流效应主要分布在临近固液相界面、临近加热壁面及临近气液两相交界面这3个区域; 3种纳米粒子中Gn P的导热强化效果最佳,相比纯石蜡,添加体积分数为3%的Gn P纳米复合相变材料固相导热系数提高了486%,相变材料的熔化时间缩短了69%;升高壁面温度能够有效缩短复合相变材料的熔化时间。
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关键词
相变材料
纳米材料
等效
介质
理论(EMT)
模型
流体体积(VOF)
模型
焓-多孔介质模型
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职称材料
题名
纳米复合相变材料熔化过程数值模拟
被引量：
7
1
作者
赵亮
邢玉明
吕倩
罗叶刚
刘鑫
机构
北京航空航天大学航空科学与工程学院
中国西南电子技术研究所
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期1860-1868,共9页
基金
航空科学基金(20132851034)~~
文摘
相变储能技术在航空航天等领域具有广泛的应用前景,但是相变材料导热性能差制约了其工程化应用。高导热的纳米材料能够有效提高相变材料的导热性能。为了对其相变现象进行更精细的模拟分析,基于Maxwell-Garnett等效介质理论(EMT)建立3种具有代表性结构的纳米复合相变材料详细物性参数,将流体体积(VOF)模型与焓-多孔介质模型相耦合,在考虑相变材料体积膨胀的情况下,数值模拟了纯石蜡、添加不同体积组分金刚石纳米粒子(ND)、单壁碳纳米管(SWCNT)和石墨烯纳米片(Gn P)的纳米复合相变材料在定温边界条件下的固液相变过程。结果表明:相变材料熔化过程中对流效应主要分布在临近固液相界面、临近加热壁面及临近气液两相交界面这3个区域; 3种纳米粒子中Gn P的导热强化效果最佳,相比纯石蜡,添加体积分数为3%的Gn P纳米复合相变材料固相导热系数提高了486%,相变材料的熔化时间缩短了69%;升高壁面温度能够有效缩短复合相变材料的熔化时间。
关键词
相变材料
纳米材料
等效
介质
理论(EMT)
模型
流体体积(VOF)
模型
焓-多孔介质模型
Keywords
phase change materials
nano materials
effective medium theory （EMT） model
volume of fluid （VOF） model
enthalpy
-
porosity model
分类号
TK114 [动力工程及工程热物理—热能工程]
V19 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
纳米复合相变材料熔化过程数值模拟
赵亮
邢玉明
吕倩
罗叶刚
刘鑫
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
7
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