扩缩通道内流动和换热非线性特性的数值模拟.pdf

《扩缩通道内流动和换热非线性特性的数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、上海理工大学学报第37卷第5期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．37No．52014文章编号：1007—6735(2015)05—0440—05DOI：10．13255／J．enki．jusst．2015．05．005扩缩通道内流动和换热非线性特性的数值模拟刘丽娜，杨茉，王治云，黄文和，严祯荣，陆廷安。(1．上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093；2．上海市特种设备监督检验技术研究院，上海200062；3．上海市浦东新区特

2、种设备监督检验所，上海200136)摘要：对扩缩通道内流动与换热进行了数值模拟并探讨了其中的非线性特性．通过对不同突扩比ER、不同长宽比AR及不同雷诺数Re下通道内流场和温度场进行分析，给出在一定工况下对称通道内流体的流动和换热会出现偏斜等非线性现象的情况．数值模拟结果表明，存在临界雷诺数Re使流体流动和换热形态发生转变，当Re超过Re时，流体流动和换热不仅有对称解，还有非对称解；当Re继续增大时，流体流动和换热出现振荡．通道的几何尺寸及后缩段(表现为ER及AR)都对Re产生影响．分析结果表明，

3、当Re超过临界雷诺数Re时，同一截面处上下壁面的局部努塞尔数也由对称向非对称转变，上下壁面出现最大局部的位置也不同．关键词：突扩突缩通道；数值模拟；非线性；换热中图分类号：TK124文献标志码：ANonlinearFlowandHeatTransferPhenomenainaChannelwithSuddenExpansionFollowedbySuddenContractionLIULira，YANGMo，WANGZhiyun，HUANGWenhe2，YANZhenrong，LUTingan3

4、(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaifoScienceandTechnology，Shanghai200093，China：2．SpecialEquipmentSupervisionandInspectionofShanghaiInstituteofTechnology，Shanghai200062，China；3．ShanghaiPudongNewAreaofSpecialEquipmentSupere~ionand

5、Inspection，Shanghai200136，China)Abstract：TheNewtonianfluidflowinarectangularchannelwithsuddenexpansionfollowedbysuddencontractionwassimulatednumericallyforthewholeflowregion．ThenonlinearcharacteristicsandtemperaturefieldwereinvestigatedwithvariousRey

6、noldsnumbersandgeometricaldimensions．TheresultsshowthatthetemperaturefieldwillevolvefromsymmetricstatetoasymmetricstatewiththeincreaseofRe．WhenRe

7、rlsymmetricstatetoasymmetricstateviaasymmetry—breakingbifurcation．TheexpansionratioandaspectratiocanaffectthevalueofthecriticalReynoldsnumber．TheanalysisresultsshowthatwhentheRenumberisgreaterthanthecriticalRe，numberwillchangesignificantly，andthenaff

8、ecttheheattransferofthepipeline．收稿日期：2014—10—26．基金项目：国家自然科学基金资助项目(51476103，51306121)；上海市教委科研创新资助项目(14ZZ134)；上海市质量技术监督局公益科研项目(201212，201241)第一作者：刘丽娜(1989一)，女，硕士研究生．研究方向：传热及数值技术的研究．E-mail：1013546508@qq．corn通信作者：杨茉(1958一)，男，教授．研究方向：流动和传热的数值模拟．E-mail：yan