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正弦型波纹壁面气膜冷却研究的任务书
一、研究背景
高温热能利用技术的发展促进了各种新能源的发展和利用。高温热能设备中的结构件必须承载高温环境下的高应力，为了实现安全可靠运行，需要不断的提高结构件的耐热性能，降低表面温度，提高冷却效果。
壁面冷却技术是目前最为常见的一种冷却方式，其中气膜冷却技术应用广泛。气膜冷却技术主要利用高速气流在壁面上形成一层气膜，形成较大的壁面传热系数，从而完成对壁面的冷却。气膜冷却技术具有简单、安全、可靠等优点，在高温热能设备中应用越来越广泛。
气膜冷却技术研究的核心在于气流的控制，而壁面结构的设计是影响气流控制的重要因素。壁面结构的不同会对气流产生不同的干扰，从而影响气流的运动状态和气膜的形成。过去针对不同的壁面结构进行了大量的研究，如微细孔洞壁面、三维结构壁面等，这些壁面都有不同的特点，但是都存在着一些缺点，难以实现理想的气流控制和传热效果。近年来，研究者提出了一种新的壁面结构，即正弦型波纹壁面结构。
正弦型波纹壁面结构是一种具有周期性几何形状的表面。这种结构具有优异的流动特性，壁面表面的波纹可以产生周期性的流场干扰，从而有效地促进边界层的破裂和气膜的形成。同时，正弦型波纹壁面结构的表面积相对于其净体积而言较大，可以有效地提高净体积的壁面传热性能。因此，正弦型波纹壁面结构有着广阔的应用前景。目前，国内外研究者已经对正弦型波纹壁面结构进行了一定的研究，但是对于其气膜冷却效果的研究比较少，因此需要进一步深入的研究。
二、研究内容
本次研究的任务是针对正弦型波纹壁面气膜冷却技术进行深入研究，分析其传热特性、流动特性和气膜形成规律，为其工程应用提供理论依据。
研究任务包括：
（1）正弦型波纹壁面结构的设计和制备。
正弦型波纹壁面结构的设计需要考虑其波长、振幅、波峰和波谷的形状等因素，确定合适的结构参数。制备壁面结构时需要考虑其加工难度和成本等因素，通过现有的加工技术制备出符合要求的壁面结构。
（2）正弦型波纹壁面气膜冷却实验的设计和实施。
气膜冷却实验需要建立合适的实验装置，对不同的壁面结构、流速、入口温度等参数进行系统的实验研究，收集数据并进行分析。
（3）分析正弦型波纹壁面气膜冷却的传热特性和流动特性。
通过实验收集到的数据，分析不同参数下的传热系数、冷却效果、气膜形成特点、流场干扰等特性，探究正弦型波纹壁面结构的优势和局限性。
（4）模拟正弦型波纹壁面气膜冷却的流动特性和传热特性。
基于流体力学和传热学的理论模型，对正弦型波纹壁面气膜冷却的流动特性和传热特性进行数值模拟，验证实验结果，并探究其内在机理。
（5）总结正弦型波纹壁面气膜冷却的特点和应用前景。
通过分析实验和模拟结果，总结正弦型波纹壁面气膜冷却的特点、其在高温热能设备中的应用前景，并提出进一步的研究思路。
三、研究意义
本次研究旨在深入探究正弦型波纹壁面气膜冷却技术的特性和规律，为其在高温热能设备中的应用提供理论依据，具有重要的研究意义和工程应用价值。
（1）推动气膜冷却技术的发展。
正弦型波纹壁面气膜冷却技术是气膜冷却技术的一种新颖结构形式，其研究可以拓宽气膜冷却技术的研究领域，促进气膜冷却技术的发展。
（2）提高高温热能设备的安全可靠性。
高温热能设备在运行时需要承受高温高应力的环境，壁面的冷却效果直接影响设备的安全可靠性。正弦型波纹壁面气膜冷却技术具有优异的冷却效果，可以有效地提高设备的安全可靠性。
（3）促进能源转型和绿色发展。
高温热能设备的安全可靠运行对于能源转型和绿色发展至关重要，正弦型波纹壁面气膜冷却技术具有简单、安全、可靠、节能等显著优点，具有推动能源转型和绿色发展的潜力。