旋转对平板通道内湍流流动和换热影响的直接模拟.pdfVIP

第 39 卷 　第 5 期 西 　安 　交 　通 　大 　学 　学 　报 Vol . 39 　№5 2005 年 5 月 　 J OU RN AL O F XI′AN J IA O TON G U N IV ER SI T Y May 2005 旋转对平板通道内湍流流动和换热影响的直接模拟 李光熙 , 陶文铨 , 李增耀 , 宇 　波 (西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室 , 7 10049 , 西安) 摘要 : 直接模拟了展向旋转数等于 0～15 时平板通道内的湍流流动和换热 ,分析了科氏力对湍流平均特性 、 湍流统计特性 、雷诺应力输运和湍流结构的影响. 采用有限差分法离散非稳态 N S 方程 ,湍流雷诺数和普朗 特数分别为 150 和 07 1 ,网格数为 64 ×128 ×64 . 计算结果表明 ,随着旋转数的增加 ,压力面附近湍流强度增 大 ,换热增强 ,而吸力面附近换热减小. 雷诺应力输运方程中的旋转项在各应力中的能量分配作用远大于压 力分配项 ,且旋转项使得雷诺应力输运方程的各项分布和相对关系发生了较大的变化. 由于科氏力的作用 , 压力面附近的条带间距减小 ,条带变细 、变短 ,而吸力面流动脉动衰减 ,有层流化的趋势. 关键词 : 湍流 ;直接模拟 ;旋转 ( ) 中图分类号 : T K124 ;O357 . 5 　文献标识码 : A 　文章编号 : 0253987X 2005 05044 104 Direct Numerical Simulation of Span wise Rotating Channel Flow and Heat Transfer L i Guang x i , T ao Wenqu an , L i Zeng y ao , Yu B o ( St at e Key L aboratory of Multip ha se Flow in Power Engineering , Xi ′an J iaotong U niver sit y , Xi ′an 7 10049 , China) Abstract : The effect s of sp anwi se rot atio n on t he t ur bulent channel flow and heat t ran sf er were examined wit h direct numerical simulation (DN S) . The un st eady NS equation s were di scretized by finit e diff erence met ho d . The Reynol ds number ba sed on half channel widt h an d f rictio n velocit y an d t he Prandt l number were set to be 150 an d 07 1 , re sp ectively . Grid number wa s 64 ×128 ×64 . Our co mp ut ational re sult s indi cat e t hat t he t urbulent int en sit y increa sed and heat t ran sf er i s enhanced at t he p re ssure side wit h increa sing rot ation number , w hile heat t ran sf er i s supp re ssed at t he suction side . Moreover ,t he rot a