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冯妍卉
微尺度界面热质传递现象；相变传热；纳米碳管热分析；热过程数值仿真和优化
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- 姓名：冯妍卉
- 目前身份：
- 担任导师情况：
- 学位：
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学术头衔：
教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者， 博士生导师
- 职称：-
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学科领域：
热工学
- 研究兴趣：微尺度界面热质传递现象；相变传热；纳米碳管热分析；热过程数值仿真和优化
冯妍卉
教授 博士
热科学与能源工程系副主任
科研方向：
微尺度界面热质传递现象
相变传热
纳米碳管热分析
热过程数值仿真和优化
社会职务：
北京热物理与能源工程学会理事
中国金属学会能源与热工专业委员会秘书长
简历：
主持国家自然科学基金面上项目3项和霍英东教育基金基础性研究课题1项，并作为主要人员参与多个科研项目，包括教育部高等学校博士点科研基金项目，国家863项目、国家技术创新项目和企业项目等。先后发表期刊文章近50篇，会议论文40余篇，其中近20篇被SCI、EI、ISTP等检索收录；获得发明专利1项，实用新型专利3项。
2008年入选“教育部新世纪优秀人才支持计划”，并获“北京市优秀人才培养资助”。
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2010-09-28
冯妍卉， 张国志， 张欣欣， 聂红
热科学与技术，2007，6（2）：113～118，-0001，（）：
-1年11月30日
选用类合金NH4Cl2H2O二元溶液进行垂直定向凝固实验研究，再现过共晶合金结晶过程，测量记录凝固过程中的温度场和固、液相界面位置；重点分析了两相区的传热特性，包括局部热流和释放潜热，并尝试用实验数据与数值计算相结合的方法确定两相区局部固相分数与温度的关系曲线。研究表明：在结晶过程中，各点温度呈线性下降，局部热流在进入两相状态后达到峰值；各相区内温度梯度恒定，但相界面附近温度梯度变化显著。两相区凝固过程中，先期潜热释放总量大，总凝固分数大，两相区厚度迅速增长；随后总凝固分数随相界面迅速上移而急剧下降，经历准稳态过程后再缓慢上升。溶液沿凝固方向分层，NH4Cl质量分数逐渐增大，相应结晶温度逐渐升高。
定向凝固实验， NH4Cl2H2O 溶液， 传热， 凝固分数， 局部热流
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2010-09-28
冯妍卉， 张欣欣， 吴懋林
钢铁，2007，42（7）：15～17，-0001，（）：
-1年11月30日
采用示踪法和数字摄像设备，研究了焦炭在干熄炉冷态模型内的下降行为，分别针对5种不同的布料及下料方式，得到了3种风帽条件下焦炭下降的特点和规律。实验结果表明：就焦炭总体下降的均匀性而言，椭圆风帽优于高风帽和低风帽，水平料面布料方式优于料峰布料方式，两侧加料（双料峰）方式优于中心加料（单料峰）方式。是否连续下料，并不显著影响焦炭下降的运动轨迹和平均速度的分布趋势。风帽对焦炭下降的影响是区域性的，当料层高度足够时，各种下降条件下风帽的选择不会使焦炭的下降均匀性及顺畅性产生本质的变化。
干熄焦， 布料方式， 风帽， 焦炭下降， 模型实验
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2010-09-28
冯妍卉， Yanhui Feng*， Xinxin Zhang， Quan Yu， Zhongyin Shi， Zhicheng Liu， Hu Zhang， Huafei Liu
Applied Thermal Engineering 28 (2008) 1485-1490，-0001，（）：
-1年11月30日
A viscous flow model based on the Navier-Stokes equation is developed to describe coke descending behavior in the 1/7-scaled-down experimental setup of an actual 75 t/h cooling shaft. It is found that the internal friction due to cokes viscosity significantly influences the descending behavior of cokes in the lower part of the shaft, while the external wall friction dominates the sluggish flow of the cokes in the shaft. An asymptotic friction coefficient expression is proposed for granular mixtures flowing along the shaft wall modified from normal wall tress, and the concept of bulk solid viscosity is introduced to describe the internal friction between coke particles. The results simulated by the present model are compared with those by the potential flow and the kinematic model without friction. The viscous flow model is quite good to simulate the bulk coke flow as the physically important frictions are engaged. 2007
Coke dry quenching， Coke descending， Viscous flow model， Friction coefficient， Coke viscosity
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2010-09-28
冯妍卉， 张欣欣， 刘志成， 吴懋林
北京科技大学学报，2007，29（12）：1268～1272，-0001，（）：
-1年11月30日
根据干熄炉内焦炭床层换热的特点，建立了固定床干熄炉传热模拟实验装置，针对焦炭粒度、冷却气体流量等关键参数进行了实验研究。为有效处理实验数据，重新定义、推导了平均换热系数的计算公式，得到了干熄炉冷却段平均换热系数及其相关准则数关，并利用导热反问题原理得到了焦炭床层的局部换热系数。研究结果表明，局部换热系数和平均换热系数的变化规律相似，冷却气体流量增加有利于提高换热系数；换热系数对焦炭粒度较敏感，焦炭粒度变小时，换热系数增加。
干熄焦， 换热系数， 导热反问题， 干熄炉， 焦炭床层， 焦炭粒度
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2010-09-28
冯妍卉， 聂红， 张欣欣
工程热物理学报，2008，29（2）：301～305，-0001，（）：
-1年11月30日
针对氯化按水溶液定向凝固实验，从枝晶微尺度到宏观尺度报合模拟了相变热质传递过程，并考察了双扩散流的影响研究结果表明，NH4CH-H2O溶液的枝晶微界面浓度变化与非平衡态的谢尔方程趋于一致两相区内液相率较高，易于流动的产生热浮升力形成逆时针回流，溶质浮升力形成顺时针回流热浮升力作用大于溶质浮升力但双扩散流几乎不影响凝固沿着结晶室高度方向进行的一维定向特性数值模拟中低估了两相区的渗透率，是造成两相区厚度模拟结果小于实验值的原因。
定向凝固， 宏微观， 相变， 传热传质， 双扩散流
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2010-09-28
冯妍卉， 赵大庆， 张欣欣
《工业加热》2008，37（1）：1～5，-0001，（）：
-1年11月30日
利用元胞自动机法（CA）耦合对流和热质传递模型模拟了Al-Cu二元合金微观组织在多种影响因素下的二维生长过程，分析了枝晶凝固、微界面热质传递以及微流动等微细现象之间的相互作用，得到了单枝晶以及多个枝晶在微流作用下的生长规律。模拟结果表明：（1）枝晶凝固过程中溶质富集于生长前沿。随着枝晶生长，凝固前沿远离冷源，枝晶尖端温度逐渐增大，而浓度逐渐变小；（2）流动对于枝晶的生长有着重要影响。流动破坏了枝晶生长的对称性，下游溶质浓度大于上游，枝晶在上游方向优先生长，而在下游方向有所抑止；（3）多个枝晶生长时，枝晶彼此间有阻碍生长的作用，二次枝晶臂的形成相对减少，枝晶间几乎不存在微流动。
合金凝固， 枝晶生长， 微流动， 热质传递， 元胞自动机
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2010-09-28
冯妍卉， 王爱国， 林林， 张欣欣
热科学与技术，2008，7（1）：12～16，-0001，（）：
-1年11月30日
应用蒙特卡洛直接模拟（direct simulation Mont Carlo，DSMC）方法数值分析具有三角粗糙元表面平行平板微通道内气体二维流动与换热。模拟表明：微通道内粗糙元对流动与换热有明显的扰动；粗糙微通道内的壁面速度滑移小于光滑微通道，并随粗糙元变大，速度出现更为严重的跳跃，甚至出现漩涡，增加了通道内的压力损失；随粗糙元变大，气体在壁面处滞留时间变长，增加了单位质量气体与壁面之间的换热。
蒙特卡洛直接模拟， 粗糙， 微通道， 流动， 换热
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冯妍卉， 张国志， 张欣欣， 聂红
北京科技大学学报，2008，30（5）：548～552，-0001，（）：
-1年11月30日
在类合金（NH4Cl-H2O溶液）定向凝固晶体生长实验装置上，利用<30μm煤粉作示踪粒子，再现糊状区内微通道流以及通道出口处的流体流动，并测算了各处流体的瞬时速率。分析认为：凝固初期，糊状区内固相体积分数较大，内部流体流动受阻；随着固相体积分数减少，糊状区孔隙率增大，流体充分发展；当平均固相体积分数降至0142，接近最小值0138时，当量雷诺数达到临界值（247），糊状区内形成微通道；随着通道宽度逐渐扩大，液相区内热流体进入微通道。微通道内稀冷液体向上流，浓热液体向下流，促使通道内溶液再结晶。
定向凝固， 流动效应， 临界雷诺数， 微通道， 再结晶
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冯妍卉， 黎想， 张欣欣， 姜泽毅， 田乃媛
工业炉，2009，21（2）：1～8，-0001，（）：
-1年11月30日
分别建立了高炉内气体流动、传热的二维和一维数理模型，对高炉煤气流的流场、压力场和温度场进行了数值模拟，基于一维模拟温度结果预测了炉内气体成分变化，并分析了燃烧温度和鼓风速率对煤气流动及温度的影响。研究结果表明：简化的一维模型可适用于高炉煤气温度轴向变化的预测；鼓风速率和燃烧温度的变化影响软熔带的位置、炉内压力损失及炉顶煤气温度。在高炉实际操作中，合理的鼓风速率和燃烧温度是高炉炉况顺行的保障。
高炉， 煤气流， 数值模拟， 传热
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冯妍卉， 刘晓丹， 杨雪飞， 张欣欣
北京科技大学学报，2009，31（8）：895～900，-0001，（）：
-1年11月30日
提出了一种高孔隙率开孔泡沫金属的结构简化几何模型，运用热电比拟理论在胞孔尺度上分析并求解了有效热导率的计算表达式，并根据已有实验数据进行模型修正。同时模拟分析了金属泡沫三维矩形通道内空气流动的对流换热情况，与实验结果进行了对比验证。研究表明，本文提出的胞孔有效热导率修正模型对铝泡沫金属有一定的适用性；相同孔隙率条件下，泡沫金属通道内强制对流的对流换热系数随孔密度的增加（即孔径的减小）而增大，但付出的代价是阻力也随之增大；相对而言，低孔密度的泡沫金属具有较好的对流换热综合性能。
泡沫金属， 有效热导率， 对流换热， 数值模拟， 孔隙率
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