冲击射流条件下高孔隙率泡沫铜传热性能数值模拟开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

泡沫金属起源于 20 世纪 40 年代，1948 年美国科学家 sosnik 首次利用金属汞在液 态铝中气化制取泡沫金属铝，打破了人类对于传统金属的认识，自此各国开始争相开展 对泡沫金属的研究[1]。

随后的 1951 年，ellist 利用气体代替汞作为发泡剂，成功制造出 了泡沫铝，完善了泡沫铝的制备工艺[2]。

上世纪 90 年代后，泡沫金属的制备和应用进入 了快速发展的阶段，主要涉及的材料有 al、ni、cu、mg、fe 等。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

设计搭建泡沫金属对流传热与压力损失实验台，通过实验得到泡沫金属速度压降 关系，求出粘性阻力和惯性阻力系数，通过结构参数近似计算出泡沫铜的体积比表面 积和有效传热系数 通过上述泡沫铜的实验参数设置多孔介质模型，使用 fluent 开展高孔隙尺度下泡沫 铜冲击射流强化换热的模拟，主要模拟内容如下： （1）分析不同射流高度、射流结构等对泡沫铜传热和阻力特性的影响规律; （2）通过分析射流区域内温度场、速度场，更加直观地获得射流参数传热特性和 阻力特性的影响； （3）根据数值模拟结果，建立射流冲击泡沫铜的 Nu 准则方程，分析泡沫铜射流 强化换热物理机制。