三角形波纹通道湍流流动与换热的数值分析

"该研究通过数值模拟探讨了三角形波纹通道内空气的湍流流动与换热特性，关注雷诺数Re、间距比ε和波纹纵横比γ对流动和换热性能的影响。结果表明，低Re数和γ值时无回流现象，随着Re的增加，平均努塞尔数Nu增大，摩擦阻力系数f减小，并给出了阻力系数和表面换热特性数随Re变化的关系式。优化间距比或波纹纵横比可提升换热性能。该研究对于三角形波纹通道的强化换热器设计具有指导意义。" 本文是一篇自然科学领域的论文，主要研究了空气在三角形波纹通道内的湍流流动与换热现象。研究人员利用数值模拟技术，在等壁温边界条件下，对三角形波纹通道的二维流动与换热行为进行了深入分析。他们重点关注了三个关键参数：雷诺数Re（衡量惯性力与粘性力之比）、间距比ε（波纹之间的距离）以及波纹纵横比γ（波纹高度与宽度的比例）。 研究表明，当Re数和波纹纵横比γ较小的情况下，通道内不会出现回流现象，这是湍流流动中的一个重要特征。随着Re数的增加，平均努塞尔数Nu（衡量换热效率的参数）呈现上升趋势，这表示换热效果增强。同时，摩擦阻力系数f则随Re的增大而减小，意味着流体流动的阻力降低。作者还通过计算得到了阻力系数f和表面换热特性数Nu与Re之间的关联式，为实际工程应用提供了理论依据。 在性能参数j/f的分析中，研究人员发现，选择较小的间距比ε或较小的波纹纵横比γ可以显著提升换热性能。这一发现对于优化三角形波纹通道的设计，尤其是提升换热器效率，具有重要意义。过去的实验和数值研究已经表明，三角形波纹通道在湍流状态下相比平直通道有更高的换热效率，而本研究进一步细化了影响这一效率的关键因素，为未来设计高效换热器提供了新思路。 此外，文献中提到的其他研究也强调了波纹形状、倾角和高度等因素对换热器性能的影响，这与本研究的发现相呼应，共同构成了三角形波纹通道换热性能优化的理论基础。未来的研究可能继续深入到三维流动模拟，考虑更多实际工况下的影响因素，以实现更高效的换热器设计。