山东科学
山東科學
산동과학
SHANDONG SCIENCE
2015年
2期
31-38
,共8页
管宁%刘志刚%张承武%姜桂林%丁宁
管寧%劉誌剛%張承武%薑桂林%丁寧
관저%류지강%장승무%강계림%정저
微圆柱%漩涡脱落%壁面加热%数值模拟
微圓柱%漩渦脫落%壁麵加熱%數值模擬
미원주%선와탈락%벽면가열%수치모의
micro-cylinder%vortex shedding%heating wall%numerical simulation
建立二维数学模型,对比研究了低雷诺数下(0 ～ 100)壁面加热对直径分别为2 cm、20 μm及2μm的微圆柱漩涡脱落的影响规律.深入探讨了直径、壁面与流体温差对圆柱绕流中漩涡生长和脱落规律、尾流区速度、温度场及涡街参数分布等的影响规律及其原因,并基于计算结果拟合出了低雷诺数下斯特劳哈尔数(Sr)与雷诺数(Re)的定量关系式.研究发现当圆柱直径降至2μm时,与常规尺度圆柱相比微圆柱尾流区涡街的出现明显提前;而壁面加热减小了三者的差距,使三种不同直径圆柱背风区涡街出现的最低Re均降至40以下.微圆柱涡街的漩涡列距和间距之比h/l的值随着温差的增加而逐渐增大;相同温差下不同直径圆柱尾流区涡街h/l均随Re增加而减小,在相同Re下h/l值随圆柱直径的减小而明显增大.存在壁面加热时微圆柱绕流的Sr要高于无加热工况,两者之差最高可达20％左右.
建立二維數學模型,對比研究瞭低雷諾數下(0 ～ 100)壁麵加熱對直徑分彆為2 cm、20 μm及2μm的微圓柱漩渦脫落的影響規律.深入探討瞭直徑、壁麵與流體溫差對圓柱繞流中漩渦生長和脫落規律、尾流區速度、溫度場及渦街參數分佈等的影響規律及其原因,併基于計算結果擬閤齣瞭低雷諾數下斯特勞哈爾數(Sr)與雷諾數(Re)的定量關繫式.研究髮現噹圓柱直徑降至2μm時,與常規呎度圓柱相比微圓柱尾流區渦街的齣現明顯提前;而壁麵加熱減小瞭三者的差距,使三種不同直徑圓柱揹風區渦街齣現的最低Re均降至40以下.微圓柱渦街的漩渦列距和間距之比h/l的值隨著溫差的增加而逐漸增大;相同溫差下不同直徑圓柱尾流區渦街h/l均隨Re增加而減小,在相同Re下h/l值隨圓柱直徑的減小而明顯增大.存在壁麵加熱時微圓柱繞流的Sr要高于無加熱工況,兩者之差最高可達20％左右.
건립이유수학모형,대비연구료저뢰낙수하(0 ～ 100)벽면가열대직경분별위2 cm、20 μm급2μm적미원주선와탈락적영향규률.심입탐토료직경、벽면여류체온차대원주요류중선와생장화탈락규률、미류구속도、온도장급와가삼수분포등적영향규률급기원인,병기우계산결과의합출료저뢰낙수하사특로합이수(Sr)여뢰낙수(Re)적정량관계식.연구발현당원주직경강지2μm시,여상규척도원주상비미원주미류구와가적출현명현제전;이벽면가열감소료삼자적차거,사삼충불동직경원주배풍구와가출현적최저Re균강지40이하.미원주와가적선와렬거화간거지비h/l적치수착온차적증가이축점증대;상동온차하불동직경원주미류구와가h/l균수Re증가이감소,재상동Re하h/l치수원주직경적감소이명현증대.존재벽면가열시미원주요류적Sr요고우무가열공황,량자지차최고가체20％좌우.
