排灌机械工程学报

作者：刘栋*,丁仕成,周文杰,孙思亮,金亨凡

单位：1. 江苏大学能源与动力工程学院, 江苏 镇江 212013; 2. 韩国国立庆尚大学机械航空学院, 晋州 韩国 660701

关键词：湍流Taylor-Couette流,PANS模型,流场分布,换热性能

基金：<p>国家自然科学基金资助项目(51676086);江苏省自然科学基金资助项目(BK20161351);中国博士后科学基金资助项目(2017M610305);江苏省优势学科建设项目资助</p>

以同轴圆筒环隙内流体为研究对象,通过多种湍流模型计算结果与PIV测试结果的对比分析,建立了基于局部时均化模型(PANS)的环隙内湍流流场的数值模拟方法,在此基础上重点研究了沟槽模型内湍流流场分布与换热特性,获得不同旋转雷诺数、内外壁面温度梯度对流场分布及其换热性能的影响规律,同时研究了沟槽内涡流的形成机理及沟槽区域流体速度、剪切力及热流密度分布.结果表明:当流场转捩为湍流Taylor-Couette流时,泰勒涡沿轴向呈现无规则波动运动,并且泰勒涡轴向尺寸随雷诺数及内外壁面温度梯度增加而增加,径向速度与内壁面热流密度沿轴向的变化趋势表明:径向速度引起的射流作用对内外壁面间热量交换有直接影响;环隙内流体经过沟槽区域时撞击沟槽壁面,在惯性力、黏性力及壁面剪切力相互影响下形成涡流;沟槽区域的速度与壁面剪切力的变化呈现一致性,热流密度的变化与之相反.

来源：2019年第10期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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