混合對流繞方柱渦旋脫落及對傳熱影響的數值研究.pdf

1、本文在對國內外關于繞矩形截面柱體流動分離和傳熱研究現狀及發(fā)展進行綜述的基礎上,系統(tǒng)地論述了作者采用原始變量時間推進法對非定常繞方柱流動與傳熱的研究成果.首先,本文在SIMPLE算法系列處理速度與壓力耦合問題的思路和均勻網格下改進的關于流函數渦量方程的數值求解方法的基礎上,將非定常原始變量Navier-Stokes方程的求解推廣至非等距交錯網格剖分,形成了具有本文特色的原始變量時間推進方法,其中對流項和擴散項中各變量的各階導數均采用二階精

2、度公式,包括溫度在內的離散方程組采用ADI迭代方法求解.其中根據計算結果,本文在前人工作的基礎上總結出了封閉腔內層流自然對流換熱的變化規(guī)律,比較準確地提出了導熱占主導地位的層流流動和導熱與對流共同作用的層流流動的分界點為瑞利數Ra=5×10<'4>.其次,本文采用原始變量時間推進法,研究了低雷諾數條件下冷態(tài)場二維方柱繞流問題,討論了出口條件對減小有效計算區(qū)域的作用規(guī)律,并分別研究了進口距離X<,u>、出口距離X<,d>、阻塞參數B、側邊

3、界條件和出口條件等因素對繞方柱非定常流動的斯特魯哈爾數St和阻力系數C<,D>的影響,給出了各種人工側邊界條件下可以忽略側邊界影響的阻塞參數范圍以及對不同人工側邊界條件進行比較的結果,在此基礎上提出了一套適用于本文原始變量時間推進算法研究繞方柱流動與傳熱問題的優(yōu)化計算域參數和人工邊界條件.最后,本文在冷態(tài)場方柱繞流數值計算的基礎上,引入能量方程并考慮熱對方柱尾跡的影響,研究了低雷諾數Re層流繞方柱強迫對流和混合對流問題.根據本文劃分方柱

4、繞流定常流動和非定常流動的臨界雷諾數Re區(qū)間(50