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旋流燃气灶的数值模拟与优化研究的任务书

任务书

一、研究背景

目前，燃气灶是家庭生活中常用的厨房设备，而旋流燃气灶则以其高效节能、快速烹饪等特点逐渐受到消费者的青睐。为了更好地满足消费者对旋流燃气灶的需求，提高其效率与烹饪质量，需要借助数值模拟技术对旋流燃气灶的流场特性与燃烧特性进行研究优化。

二、研究内容

1.旋流燃气灶数值模拟建模：采用计算流体力学（CFD）软件建立旋流燃气灶数值模型，包括射流喷嘴、旋流器、火焰孔等关键组件，并进行边界条件和网格划分等设置，开展燃气灶的数值模拟。

2.旋流燃气灶综合性能评价：基于数值模拟结果，采用多目标优化方法对旋流燃气灶的综合性能进行评价与优化，包括热效率、烹饪速度、燃烧稳定性、减排排放等指标。

3.实验验证和结果分析：在建立数值模拟模型并分析优化后，进行实验验证，将数值模拟结果与实验结果进行比较和分析，验证模型的可靠性和精度，并基于实验结果提出优化建议。

三、研究目标

1.建立旋流燃气灶数值模拟模型；

2.评价旋流燃气灶综合性能，提出优化建议；

3.验证数值模拟模型的可靠性和精度。

四、研究方法

采用CFD软件建立旋流燃气灶数值模型，通过多目标优化方法评价燃气灶综合性能，进行实验验证和结果分析，从而完成对旋流燃气灶的数值模拟与优化研究。

五、主要内容及计划进度

1.研究设备准备：燃气灶、实验室工作台、气体检测仪器等。

2.初步模型建立：建立旋流燃气灶的初步数值模型，并进行网格划分与边界条件设置。

3.数值模拟计算：采用CFD软件进行旋流燃气灶的数值模拟计算，并对模拟结果进行分析和评价。

4.优化模型建立：根据数值模拟结果，采用多目标优化方法建立旋流燃气灶的优化模型。

5.结果分析与优化：对数值模拟结果进行分析和评价，并提出改进建议和优化方案。

6.实验验证：在数值模拟的基础上，进行实验验证，比较数值模拟结果与实验结果。

7.结果分析和总结：对实验结果进行分析和总结，提出结论和展望未来的研究方向。

六、预期成果

1.建立旋流燃气灶数值模拟模型，分析其流场特性与燃烧特性。

2.提出优化建议，评价旋流燃气灶的综合性能。

3.验证数值模拟模型的可靠性和精度。

4.发表论文1-2篇，并参加学术会议进行交流和报告。

七、参考文献

1.张勇，于洋，李树朋.旋流燃气灶的热传递特性与性能优化[J].燃烧科学与技术,2017.

2.李强，王军.基于数值模拟的旋流燃气灶优化设计方法[J].化工自动化及仪表,2018.

3.高峰，赵永军，刘宇钧.基于CFD的旋流燃气灶优化设计及试验研究[J].热科学与技术,2019.