内翅片管中的对流换热及非结构化网格中有限容积法的研究

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内翅片管是强化换热的一种十分有效的方式,它在紧凑式热器中得到广泛应用.该文对公开文献中尚未见到的不加芯管、加芯管、堵塞芯管三种类型的波纹内翅片管的传热和阻力特性进行了实验测定,发现对这种复杂载面的强化管以当量直径为特性尺寸的Re数在小于2200时发生了流态从层流向紊流的转变.该文在数值计算方面的主要创新点如下:1.对生成网格的两种方法-前沿推进法和Delaunay三角化提出两种简单的实施方法;2.推导了任意网 格系统中控制方程的离散形式并实施了SIMPLE算法;3.首次指出:格式的稳定性是有界格式的一种属性;现有文献中分析格式稳定性的方法有其局限性,格式稳定的临界Peclet数还与源项、边界条件及网格划分情形有关;4.Gauskll&Lau所提出的判断格式有界的CBC范围可以扩大,提出了ECBC,计算实例表明在ECBC范围内建立的格式的确有界.另外作者还用非结构化网格数值模拟了不加芯管波纹内翅片管的层流充分发展段对流换热规律,发现存在最佳的R<,in>值使得换热最强.采用标准K-ε模型及壁面函数法对部分实验管道工况进行了数值模拟.
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