针翅管式相变蓄热换热性能的数值模拟的任务书.docx

针翅管式相变蓄热换热性能的数值模拟的任务书
任务书
题目：针翅管式相变蓄热换热性能的数值模拟
任务目标：
本项目旨在采用数值模拟的方法，分析针翅管式相变蓄热换热器的性能，并研究不同操作条件下的热传递特性和蓄热能力，为该种型式的热能转换器的应用提供科学依据。
任务要求：
1.熟悉有关相变蓄热换热器的原理以及使用场景，了解相关研究成果，对该领域的发展趋势进行调研和分析。
2.建立针翅管式相变蓄热换热器的数学模型，包括相变材料的热物理参数、流动特性等，考虑管道内部的流动和传热情况，并合理考虑相变材料的热储能性能。
3.利用数值方法对碳酸钙等相变材料的传热性质进行模拟计算，分析蓄热换热器在不同操作条件下的热传递特性、流动特性和热性能，以及与其他热能转换器的比较。
4.通过对模拟计算结果的分析和比较，得出针翅管式相变蓄热换热器的设计优化方案，包括流体流量、材料厚度、翅片数量、流动方式等，以提高其效能。
5.撰写科研文献，包括研究报告、学术论文、发明专利申请等。
任务流程：
1.调研
1.1分析相变材料的基本特性；
1.2研究针翅管式相变蓄热换热器的原理和工作过程；
1.3查询相关领域的发展情况，分析国内外学术成果和商业应用现状。
2.模型建立
2.1通过理论分析，建立针翅管式相变蓄热换热器的数学模型，包括管道内部的流动和相变过程等；
2.2推导相变物料的储热模型；
2.3确定相变材料的物理特性模型。
3.模拟计算
3.1编程实现模拟计算程序；
3.2优化参数设置，实现数值模拟计算；
3.3分析和比对模型计算结果。
4.研究成果
4.1根据计算结果，对针翅管式相变蓄热换热器进行性能分析，并提出优化方案；
4.2写出专业的科技报告撰写、学术论文等；
4.3撰写商业应用(专利)申请。
任务时间：
本任务对研究生时间的要求为半年至一年，在前期的研究设计与计算建模阶段，需三个月进行前置工作，计算计算分析及后期报告完成等，需三至六个月时间。
任务成果：
1.完成同行评定的学术论文一篇，并争取发表在核心期刊或EI期刊上；
2.制定可行的工程方案，提出实际应用建议，为工业生产提供指导。
3.提交完整的前置工作记录、计算分析记录及科研进展情况等撰写的规范的（含定量分析结果和思考分析的思路）科技报告；
参考文献：
1.F.Zhang,W.Wei,Enhancementofthermalenergystoragecapacityofparaffinbasedcompositephasechangematerialsusingexpandedgraphiteandcarbonfiber.Energy142,12­19(2018).
2.M.Darwish,Z.Sodkhuu,N.A.Khan.Reviewofthermalenergystoragetechnologies,Part1:Macroscopicstorageinsolarthermalapplications,RenewableandSustainableEnergyreviews.15,2,1070–1081.
3.J.Wang,J.Li,S.Zhang,Q.Zhou,Experimentalandnumericalinvestigationonmeltingandsolidificationofphasechangematerialslurrymixture.EnergyConversion&Management.82,69-78(2014).
4.X.Z.Hu,X.Q.Zhang,Y.F.Cao,Y.B.Wang,Experimentalandnumericalinvestigationonthermalenergystorageandreleaseofcompositeparaffin/expandedgraphitephasechangematerial.RenewableEnergy63,123–129(2014)
5.H.Zhang,H.Sun,X.Luo,H.Yang.Experimentalstudyonthermoclinetankwithphasechangematerialslurryflowingcontinuouslyinanoveldesignedfilter.AppliedThermalEngineering.142,854-860(2018)。
注：以上文献仅为参考，要求研究生在撰写本文任务书时，应自行查找并选择类似主题的文献。