| 【论文摘要】 | 复杂粗糙壁面影响下的多样性流动和换热结构与换热效能紧密相关,也是带来耗散不均匀的最主要原因。本学位论文通过粗糙元间与附近流场和传热形态的细致分析,尝试认识和揭示粗糙度影响规律,并从对流强化粗糙表面扰动因素引起的流动与耗散出发,研究强化换热过程的演化机理。论文包括数值计算,PIV实验观察和机理分析三部分。
论文通过改变雷诺数和粗糙元排布,数值模拟和分析粗糙元间局部流动和换热特性。结果表明,贴壁流动结构,特别是涡的分布和流动决定阻力和换热特性。粗糙元间随着雷诺数增加出现不同流动结构,对应p/e=20的粗糙流道,当雷诺数从小到大变化时,粗糙元间距内流态从单涡过渡到三涡再转变为两涡结构。在固定雷诺数4×103下, p/e=20和10的粗糙流道,各自流态沿程基本不变化,前者出现两侧涡,后者出现单涡,p/ e=5时各粗糙元间流动结构沿程演化,大体上可分为入口区,中间区和出口区。入出口区流动变化比较快,不同粗糙元间壁面涡结构显示出很大不同;中间区则出现较稳定的单涡结构。
利用PIV实验观察粗糙表面贴壁流态的演化过程以及随雷诺数增大流态的变化,通过观察结果计算比较局部贴壁区涡的诱导速度。实验结果表明,在p/e=5,R... |
