刚性壁面法向振动对流动换热的影响

摘要

采用理论推导与数值模拟结合的方法,通过求解流动方程及能量方程得到壁面法向振动下流体流动特性变化规律,并分析振动对换热的影响。结果表明:层流状态下,低强度振动使壁面附近流体质点产生法向速度,但影响范围很小,对换热影响有限;随着振动强度的增大,流场逐渐转变为湍流,导致换热系数提升。通过数值模拟计算壁面平均努塞尔数随振动强度及来流速度的变化规律。结果表明:对于低速流体,当振动达到某一临界值后能增强换热效果,努塞尔数随振动强度增大而增加,最佳换热相位角在200°左右,低雷诺数下振动强化换热效果较为明显,对流换热系数最大可提升300%。