窄通道纵向涡发生器强化换热实验与数值模拟

"本研究论文主要关注于狭窄通道湍流纵向涡在强化换热过程中的实验和数值探索。作者刘永、王军荣和宋耀祖来自清华大学工程力学系，他们利用实验手段研究了半三角形翼片作为纵向涡发生器对矩形通道内对流换热的增强效应。这种装置设计使得流动从翼片边缘分离，形成涡流，其中纵向涡被认为比横向涡更有利于强化换热，尤其是在不同雷诺数下。 论文的核心内容包括了两个主要部分：首先，通过实验研究半三角形翼片产生的纵向涡如何影响通道内的流场以及对壁面的对流换热。实验结果被用来验证大涡模拟作为一种研究方法的可行性，因为这种方法能模拟真实瞬态流场，深入理解涡流与换热壁面的相互作用机制。 其次，作者采用了大涡模拟技术，这是一种数值模拟方法，能够平衡物理真实性和计算效率，对纵向涡的强化换热过程进行了更深入的分析。这种方法的优势在于能够模拟复杂的湍流流动，揭示纵向涡如何影响热边界层的发展，特别是在涡与壁面接触时的换热增强现象。 研究的物理模型具体化为一个54mm×5mm×15mm的狭窄通道，其中设置了半三角形翼片纵向涡发生器，流动工质为纯水。翼片的安装角度为±30°，并且通过改变翼片间距和通道长度，探究了这些参数对换热效果的影响。该研究得到了高等学校博士学科点专项科研基金的支持，显示出其学术价值和实用意义。 这篇论文旨在通过实验与数值模拟相结合的方式，深入理解并优化狭窄通道中纵向涡发生器的强化换热性能，为实际工程中的换热器设计提供了理论依据和技术指导。"