活塞驅(qū)動(dòng)式自耦合射流強(qiáng)化傳熱特性研究.pdf

1、流動(dòng)主動(dòng)控制和強(qiáng)化換熱技術(shù)一直是流體力學(xué)和工程熱物理學(xué)科領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，近年來(lái)，具有零質(zhì)量射流特征的自耦合射流激發(fā)器吸引了眾多研究者的關(guān)注。本文采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究手段，對(duì)活塞驅(qū)動(dòng)式自耦合射流的換熱特性開(kāi)展了較為詳細(xì)的研究。 在數(shù)值計(jì)算方法上，將活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律用具有周期性正弦曲線運(yùn)動(dòng)特征的方程來(lái)描述，基于FLUENT商用軟件，通過(guò)編寫(xiě)用戶(hù)自定義程序UDF，利用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)激發(fā)器腔體底面施加強(qiáng)制移動(dòng)法則，實(shí)現(xiàn)了激發(fā)器腔體

2、內(nèi)外流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的三維非定常耦合計(jì)算。 對(duì)自耦合射流激發(fā)器的激勵(lì)參數(shù)和幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值研究，獲得了自耦合射流激發(fā)器的一些優(yōu)化控制參數(shù)。研究表明，激發(fā)器的輸入頻率占了主導(dǎo)因素，直接決定了自耦合射流激發(fā)器的性能，隨頻率的增大，射流速度得到明顯的提升。 開(kāi)展了自耦合射流在強(qiáng)化換熱方面的研究，得到了不同形狀噴口的自耦合射流對(duì)靶板的沖擊換熱特性規(guī)律，同時(shí)分析了不同排列方式的多噴口自耦合射流對(duì)換熱的相干作用。隨沖擊間距的增大，自耦

3、合射流作用下的靶面換熱效果呈現(xiàn)出先逐漸增強(qiáng)后逐漸衰減的變化趨勢(shì)，存在最佳沖擊間距值。在相同射流雷諾數(shù)下與常規(guī)射流的沖擊冷卻相比，自耦合射流的作用范圍大，表明自耦合射流具有更強(qiáng)的夾帶能力和穿透能力；對(duì)于多噴口的自耦合射流，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，其相干后的自耦合射流在順排時(shí)對(duì)靶板的沖擊換熱效果要優(yōu)于叉排。 開(kāi)展了自耦合射流與橫流共同作用下的換熱特性研究，分析了兩者相互作用的機(jī)制。一方面，橫流的存在，對(duì)自耦合射流向沖擊靶板的穿透有削