Hybrid geometric optimization of wavy tubes with Y-shaped fins for enhanced solidification in latent heat storage systems
Notice bibliographique
Résumé
This study addresses the inherent low thermal conductivity of phase change materials (PCMs) by introducing a hybrid passive enhancement strategy that integrates wavy inner tube geometry with Y-shaped fin arrays within a vertical double-pipe heat exchanger. The novelty lies in optimizing both macro-scale surface area and micro-scale heat diffusion paths to accelerate solidification. A comprehensive parametric analysis was conducted using ANSYS Fluent with enthalpy-porosity method, examining 18 cases with varying wave amplitudes (2.5–10 mm), fin lengths, Y-fin angles (15°–30°), and fin-to-shell distances (2–6 mm). Results show that Case 17, featuring a 10 mm wave amplitude, 2 mm fin-shell gap, and 30° Y-fin angle, achieved complete solidification in 1565s (42 % faster than the smooth-wall baseline and recorded a peak discharge rate of 113.14W, nearly tripling the base case's 38.3W. These improvements are attributed to enhanced natural convection, reduced thermal resistance, and uniform heat distribution. Compared to previously reported designs, the proposed configuration offers a synergistic gain in both heat transfer rate and PCM utilization. This work is significant as it demonstrates that coupling geometric and fin-based strategies in a hybrid design can substantially overcome PCM thermal limitations, paving the way for more efficient and compact thermal energy storage systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».