锯齿型通道湍流流动和换热的自维持振荡..doc

编号： 093321 锯齿型通道湍流流动和换热的自维持振荡孙大康 卢玫 李凌 杨茉上海理工大学能源与动力工程学院，上海，200093采用非稳态湍流模型对锯齿形通道内流动和换热进行了数值模拟，计算了Re数600-4000范围内的工况。数值计算结果表明，在计算工况范围内，通道内流动和换热均出现了自维持振荡特性。讨论了Re数对周期性锯齿型通道内流动和换热的特性的影响型通道数值模拟湍流自维持振荡 文献标识码：A THE SELF-SUSTAINED OSCILLATORY OF THE TURBULENT FLOW AND HEAT TRANSFER IN A CORRUGATED CHANNEL SUN Da-Kang Lu Mei Li Ling Yang Mo (School of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and technology, Shanghai 200093, China ) Abstract: Unsteady turbulent model is used during the numerical simulation of the flow and heat transfer in the corrugated channel. The confines of the Reynolds number ranges from 600 to 4000. It is indicated from the result that there is a self-sustained character of the flow and heat transfer in the range of Reynolds numbers simulated in this paper. Non-dimensional parameters such as U and Nu vary with time under certain frequency and amplitude. The distribution of the flow and temperature is also discussed and compared with Nu numbers. In the last of the paper, the impaction of the Reynolds numbers to the oscillating characteristic is also talked about. Key words: corrugated channel; numerical simulation; turbulent; self-sustained  0引言 具有周期性几何结构的锯齿型通道All 和Ramadhyani曾用实验方法对锯齿型通道内的流动和换热通道内的流动和换热受到周期性的扰动，因扰而是非稳态的。已有研究者采用非稳态模型进行数值模拟[,3]。án和Amon [4]直接采用非稳态模型和周期性充分发展边界条件模拟了正弦波纹管内流体流动和换热情况，证明周期型通道内流场和温度场随时间变化是振荡的。李凌等[5，6]采用非稳态模型对进行模拟采用非稳态模型XU和 MIN[8]曾分别采用非稳态的层流模型和湍流模型对锯齿型通道内的流动和换热进行了数值模拟，研究表明，对于文中给定的几何结构，当Re≤600时层流模型是适用的Rokni 和Gatski []在周期性Reynolds 时均方程法进行模拟，周期性通道内流动和换热是否仍然具有自维持振荡特性是本文研究的主要内容。本文是在直接模拟的基础上，以锯齿型通道为研究对象，非稳态湍流模型在Re600-4000范围湍流流动。物理问题及数学模型本文研究的锯齿型通道所示L为一个几何周期的长度，α为通道与X轴的夹角，b为通道在y轴方向上的间距。 图1 锯齿型通道及计算模型示意图 Fig 1 corrugated channel and Computation Model 本文计算采用模型。设工质的物性参数为定值能量方程、动量方程连续方程k、方程 （1） （2） （3） （4） （5） （6）