搖擺條件下窄矩形通道內(nèi)流動(dòng)傳熱的大渦模擬.pdf

1、在海洋中航行的船舶，會(huì)產(chǎn)生搖擺運(yùn)動(dòng)，搖擺條件帶來的周期性附加慣性力會(huì)對(duì)船用動(dòng)力裝置回路冷卻劑的流動(dòng)與傳熱產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。為此，本文對(duì)工程上采用的窄間隙矩形冷卻劑通道進(jìn)行三維非穩(wěn)態(tài)大渦模擬(LES)，來研究搖擺運(yùn)動(dòng)對(duì)窄矩形通道的流動(dòng)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(yùn)動(dòng)方式構(gòu)造非慣性坐標(biāo)系下的外力模型，組成封閉的計(jì)算窄矩形通道流動(dòng)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分合適的網(wǎng)格，生成可供fluent計(jì)算的幾何模型，構(gòu)建成搖擺運(yùn)動(dòng)條件下的窄矩形通道單相流動(dòng)與換熱數(shù)學(xué)物理模型，進(jìn)行搖擺條件下單相流體流動(dòng)與換熱的LES數(shù)值模擬。
　　 為了驗(yàn)證亞格子模型以及分析窄矩形通道湍流特性，對(duì)包括壁面率、雷諾應(yīng)力和均方根脈動(dòng)速度等湍流統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行了分析，并研究了搖擺運(yùn)動(dòng)對(duì)均方根脈動(dòng)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(duì)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(yuǎn)些，w+rms和雷諾應(yīng)力峰值明顯外移，說明搖擺運(yùn)動(dòng)對(duì)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(shí)位變化特征和瞬態(tài)流場旋渦分布特征；對(duì)不同搖擺周期、搖擺振幅和雷諾數(shù)下的結(jié)果進(jìn)行對(duì)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(duì)搖擺狀態(tài)與非搖擺狀態(tài)下摩