机械工程学院硕士研究生在微纳尺度传热传质方面发表系列高水平论文

发布者:姚晟靖发布时间:2022-05-10浏览次数:232

微纳流体系统由于结构紧凑、成本低、易于集成等优点,近年来在芯片实验室、生物医学检测、微反应器、微电子芯片散热等领域得到了广泛的应用。然而微通道极小的尺寸,使得流体流动通常被限制为低雷诺数层流,且具有较大的能耗。因此,如何有效的提高微纳流体系统的传输效率、降低能耗一直是学术界关注的热点之一。基于相关背景,机械工程学院硕士研究生占学宽、刘飞在景大雷老师指导下分别针对微通道混合与微尺度传热传质开展研究并发表了系列论文。

为提高微通道混合器流动和混合性能,占学宽同学建立了微混合器流体阻力和混合效率的数学模型,并研究了结构与尺寸参数对T型微混合器流体阻力和混合效率的影响。同时建立了基于圆柱绕流-柔性体流固耦合的微通道混合技术,可以有效将微混合器内的混合机制从分子扩散转变为涡流诱导混合,提高混合效率。相关研究先后发表于Chem. Eng. J.(中科院一区、IF=13.273)、Fractals(中科院一区、ESI高被引论文)、Physics of Fluids等领域内高水平期刊。

竖直柔性梁不同混合流型云图

1不同结构微混合器混合性能云图

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图2 柔性体和刚性体对微混合器压降和混合效率影响对比图

为改进微尺度传热传质系统的传输特性,刘飞同学对微尺度传热传质系统的结构进行了优化设计,得到了具有最小流体阻力和最小热阻的微尺度传热传质系统最优结构及其尺寸关系。基于相关研究刘飞同学以第一作者身份在FractalsInt. Comm. Heat Mass Transfer 等学术期刊发表二区及以上学术论文4篇,ESI高被引论文1篇。

近年来,机械工程学院围绕高水平大学建设,积极加大对青年教师及研究生科研能力的培养力度,努力为教师、学生的科研活动提供实验条件与环境,鼓励青年教师赴境外高水平大学与团队开展学术交流与合作。同时通过制度建设,充分激发教师与学生的科研热情,师生教学相长、共同成长。相关成果的取得表明学院在人才培养方面取得了可喜的成果。

 

部分论文链接:

1https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.133009

2https://doi.org/10.1142/S0218348X21500420

3https://doi.org/10.1063/5.0086462

4https://doi.org/10.1142/S0218348X21501103

5https://doi.org/10.1142/S0218348X21502571

6https://doi.org/10.1142/S0218348X22500967

7https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105566