压电风扇非线性气动阻尼及非定常流动换热特性研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述1选题的背景及意义压电风扇(piezoelectric fan)是一种驱动周围空气定向流动的强迫风冷装置，其原理是利用压电材料的逆压电效应，将电位差转化为材料的机械变形，从而激励柔性叶片产生周期性振荡。

相较于传统旋转式散热风扇，压电风扇具有无线圈电磁干扰、噪音极低、结构简单轻小、能耗低、寿命长等一系列突出特点，非常适合解决狭小空间内的冷却散热问题。

随着各类电子设备集成和组装密度的不断提高，压电风扇现已被广泛应用于许多高新技术领域（航空、航天、电力、通讯基站等）的热管理中，因此其相关技术的研究也日益发展。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.研究课题：压电风扇非线性气动阻尼及非定常流动换热特性研究（1）对受限/自由空间内压电风扇振子一阶弯曲谐振响应下的三维非定常流场特征进行分析和研究，获得不同空间受限形式和程度下压电风扇非定常流场的成涡、脱涡结构的发展演化规律，分析和阐明压电风扇振子表面气动力在谐振过程中的时变规律及其非线性气动阻尼特征，揭示空间受限形式和程度对压电风扇振子一阶弯曲谐振非线性气动阻尼的影响规律及内在机制；（2）分析受限/自由空间内压电风扇振子一阶弯曲谐振响应下自由端下游的定向射流流场特征，分析和揭示空间受限形式和程度对压电风扇振子定向射流特征的影响机制和规律。

进一步基于压电风扇振子定向射流流场和下游恒热流壁面冷却换热效果，分析恒热流壁面射流冲击换热的时均温度分布特征。

2.研究途径： （1）基于ansys spaceclaim、icem软件建立压电风扇换热模型及划分网格；（2）基于ansys workbench对压电风扇谐振及其激励流场进行流固耦合模拟；（3）基于cfd-post软件对压电风扇激励的非定常速度场和热流场进行后处理分析。