毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

一．课题的名称和来源 1.课题的名称：微管道阵列传热性能实验装置的设计

2.课题的来源：科研课题

二．课题的研究目的、理论意义和实际应用价值

随着能源问题的日渐凸显，要求在满足工艺要求的前提下，尽可能缩小设备体积，即提高设备的紧凑型，进而减轻设备重量，节约材料，并相应的减少占地面积，因此，紧凑式设备应运而生。但是，随着微电子技术和纳米技术的发展，在微电子、航空航天、医疗、化学生物工程、材料科学等领域，对高温超导体的冷却、薄膜沉积中的热控制、强激光镜的冷却等方面，尤其是对于超大规模集成电路的热障问题，对换热设备的尺寸和重量有着特殊的要求，因而体积微小、单位体积换热面积很大的超紧凑式换热器，即微小型化的换热器已经成为当前换热设备生产发展的必需^[1]。因此，针对现代工业节能与高效的要求，要大力开发高效、小型化和微型化的换热和反应设备^[2]。同时，需要对微管道阵列传热性能的研究。

实现对微管道阵列传热性能的评估，需要一套实验装置，通过这套实验装置可以方便的测试微管道阵列的传热性能，此套实验装置不仅为微管道阵列传热性能的评估提供了依据，而且为改善微管道阵列传热性能指明了方向，进而，有利于节约能源，降低工业成本。因此，对于微管道阵列传热性能的实验装置的设计是有巨大的理论意义和实际应用价值。

三．文献综述

1.国内学者对微管道流体流动特性以及传热性能的研究

微管道流体流动特性研究方法的发展：陶然，权晓波和徐建中综述了当前微尺度流动研究的进展,对由于尺度微小化所带来的有别于宏观尺度流动的一些问题进行了讨论^[3]。关于对分子模拟方法的研究：王学德, 伍贻兆, 夏健和林晓宏利用Lennard-Jones作用势,设计GSS-3分子碰撞模型,通过与已有的分子模型及实验数值对比,该模型能够给出正确的气体输运性质^[4] 。李萌萌和贾建援综述了研究微流体流动的几种分子模拟方法:分子动力学方法,直接模拟Monte Carlo方法以及IP方法^[5]。谢翀, 樊菁和沈青利用基于分子模型的统计模拟方法-信息保存方法(IP)统计模拟了实验条件下微槽道气体流动^[6]。徐超，何雅玲和王勇采用非平衡分子动力学方法对平板纳米通道滑移流动进行了非平衡分子动力学模拟,获得了不同壁面势能和不同温度时流体的速度分布及密度分布^[7]。关于用数值模拟方法对微管道流动的研究：金文和张鸿雁以Micro-PIV实验测量的微尺度流场为基础,利用Fluent数值计算软件设计最佳微尺度流动数值模拟方案^[8]。聂德明，郭晓辉和林建忠采用可压缩格子Boltzmann模型及非平衡外推边界条件，数值模拟微通道中的气体在滑移区域 (Kn=0.1)内的流动^[9]。丁英涛,姚朝晖和何枫通过结合实验数据的数值计算方法研究了微细管道内可压流动的流动特性^[10]。另外，关于耦合分析方法以下学者对其进行了研究。邢景棠，周盛和崔尔杰简要介绍了流固耦合力学及其特点、研究分支、一些进展及进一步发展的趋势^[11]。朱洪来和白象忠研究了流固耦合问题的描述方法及分类简化准则^[12]。孙杰，何雅玲和陶文铨采用有限容积（FV）-分子动力（MD）耦合算法对微管道内的液体流动进行了模拟研究^[13]。王彬和杨庆山研究了一种求解流固耦合问题更有效的方式即弱耦合技术，将计算结构动力学(CSD)和计算流体动力学(CFD)联合起来^[14]。

对微管道内流体流动特性的研究：余亚兰，周明宇等研究了微通道内表面性质对其内流体流动特性的影响^[15]。尤学一，郑湘君等讨论了各向同性壁面对微流道内液体摩擦系数的影响,给出了考虑壁面影响的摩擦系数计算公式^[16]。

对微管道传热性能的研究：云和明，陈宝明等采用CFD流体固体共扼传热技术数值研究了绝对粗糙度和相对粗糙度对平行平板微通道流动和传热特性的影响^[17]。梁新刚和岳宝采用非平衡分子动力学模拟方法模拟了壁面的粗糙度对面向导热的影响^[18]。夏国栋，徐志波等以去离子水为冷却工质,对周期性变截面微通道热沉内流体流动与传热特性进行了实验研究^[19]。肖睿,辛明道等分析了微矩形槽道内的不可压缩气体在速度滑移和温度跳跃区的流动和传热过程^[20]。