磁场作用下射流冲击冷却等温壁面局部曲率和弹性的联合效应

摘要

本文结合有限元方法与ALE,研究局部曲率和弹性壁效应对等温热壁射流冲击冷却性能的影响。研究了Re数(100~700)、Ha数(0~20)、弹性模量(10^(4)~10^(9))、表面曲率(椭圆形、半径比1~0.25)和纳米颗粒体积分数(0~0.05)等重要参数对冷却性能的影响。结果表明:Ha数、部分柔性壁弹性模量和纳米颗粒体积分数越高,Nu值越高;当磁场强度达到最高时,弯曲弹性壁面的Nu平均增加了3.85%,而其上方热区的Nu平均增加了89.22%,这主要是由于涡旋的抑制作用。在Ha=20时,基液中纳米颗粒的传热速率提高了20.5%,而在无磁场时提高了27.6%。曲率效应在高Re值时更明显,当Re=700时,最小和最大半径比的情况下Nu的平均变化量为14.11%。弹性壁对传热的影响随下壁曲率的增大而减小。