近日，能源与动力学院杜军教授指导的2020级硕士研究生任繁，在爱斯维尔旗下的工程技术Top期刊、传热领域顶刊《International Journal of Heat and Mass Transfer》（影响因子：5.431）发表高水平研究论文。论文题目为“Optimization on a novel irregular snowflake fin for thermal energy storage using response surface method”。硕士生任繁为论文第一作者，导师杜军教授为论文通讯作者。
为了应对可再生能源系统的波动问题，储能技术得到了迅速发展。相变蓄热技术作为一种易于制造且具有高蓄热能力的技术得到了广泛应用。然而，由于相变材料导热系数低，强化传热成为相变蓄能的研究热点。本研究以填充RT55的卧式套筒相变蓄热单元为研究对象。在相变材料导热系数较低的情况下，提出采用不规则雪花状纵向翅片结构来改善自然对流条件下卧式潜热蓄热套管的熔化性能，并通过数值模拟对相变传热过程进行了仿真。在这里，对液相率、温度场、速度分布和储热量进行了热性能分析。结果表明，雪花翅片结构显著缩短了LHTES的完全熔化时间，与传统翅片结构相比节省了45.92%的时间。这项研究表明，适度改变翅片的长度、宽度、形状和分布角可以缩短充热时间。利用熔化时间、储热量和蓄热温度作为综合评价方案，该研究确定最佳翅片分布角α为40°。利用响应面法进一步优化了几何参数，证明了最优解为翅片末端长度为13mm，宽度为0.58mm，分叉角为40°。首次提出的这种翅片分形和评价方法有望为提高LHTES的综合蓄热性能提供一定的参考和指导。
此前，硕士生任繁以第一作者或导师一作学生二作已在《Journal of Energy Storage》（影响因子：8.907）和《Case Studies in Thermal Engineering》（影响因子：6.268）上发表sci论文四篇。该生导师杜军教授长期从事热能工程专业的科研和教学工作，近年来专注于“双碳”研究领域。主持工信部及企业合作项目10余项，发表学术论文40余篇，获批授权发明专利3件、PCT专利1件。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931022009905