化工学报
化工學報
화공학보
JOURNAL OF CHEMICAL INDUSY AND ENGINEERING (CHINA)
2012年
7期
2033-2044
,共12页
多孔介质层%冲击射流%基于预处理的时间推进法%流动与换热特性
多孔介質層%遲擊射流%基于預處理的時間推進法%流動與換熱特性
다공개질층%충격사류%기우예처리적시간추진법%류동여환열특성
基于两区(two-domain)模型采用基于预处理的时间推进法对铺设有多孔介质层的恒温平板在受限层流冲击射流作用下的流动与换热特性进行了研究,其中多孔区域动量方程采用Brinkman-Forchheimer拓展Darcy模型,能量方程则采用局部热平衡(LTE)模型,并对porous/fluid交界面切应力跳跃条件对多孔介质冲击射流的影响进行了分析.流体的控制方程采用基于密度的有限体积法来求解,并针对于多孔区域低速流动特点采用相对应的预处理矩阵来消除控制方程的刚性.还对Reynolds数、孔隙率、Darcy数、热导率比、多孔介质层厚度等参数的变化对流动结构及换热特性的影响进行了分析.研究结果表明,在目前的计算条件下,在其他参数一定时,Reynolds数、孔隙率对通道内流动结构的影响有限； Darcy数、多孔介质层厚度则对流动结构的影响很大；上述参数对受冲击平板的总体换热性能均有明显的影响.在受冲击平板上铺设适当厚度的高渗透率、高热导率的多孔材料能有效地增强换热性能.
基于兩區(two-domain)模型採用基于預處理的時間推進法對鋪設有多孔介質層的恆溫平闆在受限層流遲擊射流作用下的流動與換熱特性進行瞭研究,其中多孔區域動量方程採用Brinkman-Forchheimer拓展Darcy模型,能量方程則採用跼部熱平衡(LTE)模型,併對porous/fluid交界麵切應力跳躍條件對多孔介質遲擊射流的影響進行瞭分析.流體的控製方程採用基于密度的有限體積法來求解,併針對于多孔區域低速流動特點採用相對應的預處理矩陣來消除控製方程的剛性.還對Reynolds數、孔隙率、Darcy數、熱導率比、多孔介質層厚度等參數的變化對流動結構及換熱特性的影響進行瞭分析.研究結果錶明,在目前的計算條件下,在其他參數一定時,Reynolds數、孔隙率對通道內流動結構的影響有限； Darcy數、多孔介質層厚度則對流動結構的影響很大；上述參數對受遲擊平闆的總體換熱性能均有明顯的影響.在受遲擊平闆上鋪設適噹厚度的高滲透率、高熱導率的多孔材料能有效地增彊換熱性能.
기우량구(two-domain)모형채용기우예처리적시간추진법대포설유다공개질층적항온평판재수한층류충격사류작용하적류동여환열특성진행료연구,기중다공구역동량방정채용Brinkman-Forchheimer탁전Darcy모형,능량방정칙채용국부열평형(LTE)모형,병대porous/fluid교계면절응력도약조건대다공개질충격사류적영향진행료분석.류체적공제방정채용기우밀도적유한체적법래구해,병침대우다공구역저속류동특점채용상대응적예처리구진래소제공제방정적강성.환대Reynolds수、공극솔、Darcy수、열도솔비、다공개질층후도등삼수적변화대류동결구급환열특성적영향진행료분석.연구결과표명,재목전적계산조건하,재기타삼수일정시,Reynolds수、공극솔대통도내류동결구적영향유한； Darcy수、다공개질층후도칙대류동결구적영향흔대；상술삼수대수충격평판적총체환열성능균유명현적영향.재수충격평판상포설괄당후도적고삼투솔、고열도솔적다공재료능유효지증강환열성능.
