基于PANS模型的湍流Taylor-Couette流及其换热特性

论文摘要

以同轴圆筒环隙内流体为研究对象,通过多种湍流模型计算结果与PIV测试结果的对比分析,建立了基于局部时均化模型（PANS）的环隙内湍流流场的数值模拟方法.在此基础上重点研究了沟槽模型内湍流流场分布与换热特性,获得不同旋转雷诺数、内外壁面温度梯度对流场分布及其换热性能的影响规律,同时研究了沟槽内涡流的形成机理及沟槽区域流体速度、剪切力及热流密度分布.结果表明:当流场转捩为湍流Taylor-Couette流时,泰勒涡沿轴向呈现无规则波动,并且泰勒涡轴向尺寸随雷诺数及内外壁面温度梯度的增加而增加.径向速度与内壁面热流密度沿轴向的变化趋势表明:径向速度引起的射流作用对内外壁面间热量交换有直接影响;环隙内流体经过沟槽区域时撞击沟槽壁面,在惯性力、黏性力及壁面剪切力相互影响下形成涡流;沟槽区域的速度与壁面剪切力的变化呈现一致性,热流密度的变化与之相反.

论文目录

• 1 试验方法及结果
•   1.1 试验方法
•   1.2 试验结果
• 2 数值模拟方法
•   2.1 模型参数
•   2.2 网格划分
•   2.3 控制方程及数值模拟方法
•   2.4 数值模拟验证
• 3 结果分析
•   3.1 环隙区域流场分析
•   3.2 沟槽区域流场分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘栋,丁仕成,周文杰,孙思亮,金亨凡

关键词: 湍流流,模型,流场分布,换热性能

来源: 排灌机械工程学报 2019年10期

年度: 2019

分类: 农业科技,基础科学

专业: 力学

单位: 江苏大学能源与动力工程学院,韩国国立庆尚大学机械航空学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51676086),江苏省自然科学基金资助项目(BK20161351),中国博士后科学基金资助项目(2017M610305),江苏省优势学科建设工程项目

分类号: O357.5

页码: 889-894

总页数: 6

文件大小: 5734K

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