非结构网格下纵向内肋片环流换热的数值分析与验证

本文主要探讨了"纵向内肋片环形通道中的充分发展对流换热数值计算"这一主题，由作者卢学山、张敏、许彬和黎鹏等人，来自南京理工大学动力工程学院，他们在非结构化网格环境下，运用有限容积法对这种特殊类型的换热器进行了深入的数值分析。研究的核心在于分析肋片高度和宽度比对流动阻力以及传热性能的影响，同时验证这种方法在实际应用中的正确性和实用性。 他们采用有限容积法处理复杂几何形状的非结构化网格，这种网格技术允许更精确地模拟真实世界的物理现象，特别是在具有内部肋片的环形通道中，其流动和传热特性可能因肋片的存在而显著改变。通过对层流流动的充分发展层流假设，他们推导出了动量方程，并在极坐标系下进行了无量纲化处理，以简化计算过程。在这个过程中，他们定义了无量纲速度W和坐标R，以及相关的摩擦因子f和雷诺数Re，这些是评估流动特性的关键参数。 文章还详细介绍了边界条件的设定，包括固体表面处的速度为零以及对称线上的特定条件。在无肋圆环形通道的基准情况下，他们通过解方程(1.2)来探索肋片对流动和传热的影响。通过将非结构化网格的计算结果与结构化网格的结果进行对比，他们旨在证实非结构网格方法的有效性和可靠性。 这项研究提供了对纵向内肋片环形通道内流动和传热行为的深入理解，对于此类换热器的设计优化和性能预测具有重要的理论指导意义，尤其是在工业应用中，如冷却系统或加热设备的设计改进。通过这种数值计算方法，研究人员能够更好地控制和优化流体流动，提高换热效率，降低能耗。