浮升力在竖直通道湍流中的作用-西安交通大学CFD-NHT-EHT研究中心.PDF

第45卷第1期 西 安 交 通 大 学 学 报 V01．45No．1 201 OFXI7ANJIAOTONGUNIVERSITY 1 1年1月 JOURNAL Jan．201 浮升力在竖直通道湍流中的作用 阳祥，李增耀，陶文铨 (西安交通大学能源与动力工程学院，710049，西安) 摘要：采用直接数值模拟方法研究了在不同湍流引发机制作用下竖直槽道湍流中统计量的变化以 及湍流结构的变化，分别给出了强迫对流、混合对流和自然对流湍流时平均速度、平均温度、湍流脉 动强度、雷诺切应力的统计结果以及湍流结构．结果表明：与强迫对流时相比，混合对流时浮升力作 用使高温侧的平均速度升高，速度脉动强度降低，而低温侧的平均速度降低，速度脉动强度升高；浮 升力使温度脉动强度在壁面附近区域显著增强，而在通道中心区域变弱．与强迫对流和混合对流的 情况相比，自然对流的平均速度分布关于通道中心线反对称，通道中间区域的速度脉动强度最大， 温度脉动强度则最小；雷诺应力最大值出现在通道中心区域，而负的雷诺应力产生在壁面附近． 关键词：竖直通道；湍流；浮升力；直接模拟 中图分类号：TKl21文献标志码：A文章编号：0253—987X(2011)01—0021—05 Flowina EffectonTurbulent VerticalChannel Buoyancy YANG Xiang，LIZengyao，TAOWenquan (Schoolof andPower 710049，CNna) Energy Engineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an in and structurewere direct Abstract：Statisticalturbulenceturbulence quantity investigatedby in numericalsimulationonturbulentflow differentmechanismsaverticalchannel． triggeredby Thestatisticalresultsforforcedconvection．combinedconvectionandnaturalconvectioninclude meanstreamwise of and velocity velocity，meantemperature，intensityfluctuating temperature， results withforcedconvec- stress，andturbulentstructure．Theshow Reynolds that：Compared tion，forcombined leadstothe mean andlower of convection，buoyancy