【摘要】:本文主要通过数值仿真的方法研究在3×3矩阵排列方式下,间距比L/D对九方柱的传热特性和空气动力特性的影响。其中位于中间的方柱是恒温的,雷诺数为Re=150,普朗克数为Pr=0.74,间距比L/D(L是任意相邻两方柱之间的距离,D是每个方柱的边长)从1.2到7.0变化。本次研究的重点是方柱的涡脱频率St,时均阻力系数(?),脉动阻力系数(?)和脉动升力系数(?),作用于加热方柱前后面的回流区长度和,对流传热系数Nu,剪切层形成长度L*_f,涡宽w*,以及尾流区的热通量的输运特点随间距比L/D的变化。随着L/D变化,可以观察到五种不同的流态,即单方柱流动(流态A:L/D1.5),再附着流动(流态B:1.5L/D3.2),侧向作用引起的共同涡脱流动(流态C:3.2L/D4.0),伴随有再附着的共同涡脱流动(流态D:4.0L/D4.5),共同涡脱流动(流态E:4.5L/D7.0)。当L/D=3.5时,作用在方柱群上的时均阻力系数(?)和对流传热系数Nu达到最大值,说明在该间距下,风力诱发的载荷最大和流体、壁面间的热量传输特性最好。在L/D小于3.5时,加热方柱前面的(?)和Nu随L/D的变化趋势相同。在L/D小于3.5大于4.8时,加热方柱后面的(?)和Nu的变化趋势也是一致的。对于其他范围,对于加热方柱前后面的(?)和Nu变化趋势相反,进而发现两者之间的关系。在近尾流区,每种流态的高热通量的影响范围不同,侧向热通量的传播方向和影响区域有很大不同。从分析结果可以看出L/D对于各种流态的流动机理和传热特性有着显著的影响。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TK124
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