搖擺條件下窄矩形通道內(nèi)流動傳熱的大渦模擬.pdf

1、在海洋中航行的船舶，會產(chǎn)生搖擺運動，搖擺條件帶來的周期性附加慣性力會對船用動力裝置回路冷卻劑的流動與傳熱產(chǎn)生影響，進而對動力系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響。為此，本文對工程上采用的窄間隙矩形冷卻劑通道進行三維非穩(wěn)態(tài)大渦模擬(LES)，來研究搖擺運動對窄矩形通道的流動與換熱特性的影響。
　　 本文通過建立大渦模擬的控制方程，選取合適的亞格子模型和依據(jù)不同的搖擺條件運動方式構(gòu)造非慣性坐標系下的外力模型，組成封閉的計算窄矩形通道流動與換熱的基本方

2、程組；利用gambit構(gòu)造窄矩形通道幾何體，根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)劃分合適的網(wǎng)格，生成可供fluent計算的幾何模型，構(gòu)建成搖擺運動條件下的窄矩形通道單相流動與換熱數(shù)學物理模型，進行搖擺條件下單相流體流動與換熱的LES數(shù)值模擬。
　　 為了驗證亞格子模型以及分析窄矩形通道湍流特性，對包括壁面率、雷諾應(yīng)力和均方根脈動速度等湍流統(tǒng)計量進行了分析，并研究了搖擺運動對均方根脈動速度和雷諾應(yīng)力的影響。發(fā)現(xiàn)DSLM在粘性底層能夠很好的吻合Spaldi

3、ng曲線，但在對數(shù)區(qū)存在偏高現(xiàn)象；搖擺條件下的V+rms的峰值較u+rms和w+rms離壁面更遠些，w+rms和雷諾應(yīng)力峰值明顯外移，說明搖擺運動對湍流的抑制作用。
　　 通過分析窄矩形通道單相水瞬態(tài)速度場和溫度場，了解到其邊界層區(qū)瞬態(tài)流場空間分布以及時位變化特征和瞬態(tài)流場旋渦分布特征；對不同搖擺周期、搖擺振幅和雷諾數(shù)下的結(jié)果進行對比，分析了不同搖擺周期、搖擺振幅和雷諾數(shù)下的摩擦壓降等參數(shù)的變化規(guī)律，并對搖擺狀態(tài)與非搖擺狀態(tài)下摩