摘要:为优化振动叶片(VB)形成的振荡流场,提升流体混合能力与综合传热性能,提出一种振动叶片与柔性板的耦合结构(VBFP)。通过实验、数值模拟及混沌分析,揭示流体混合与传热强化机制。结果表明,VB诱导周期性旋涡脱落与破碎,形成具有混沌特性的高速振荡流,使流动演化为混沌混合,但旋涡分布不均导致中心区域传热较差。在振荡流的驱动下,柔性板的被动变形振荡诱导次级和近壁旋涡,形成二次高速气流,增强非线性特征和能量级联效应,从而强化流体混沌混合,改善传热。相较光滑通道,VBFP降低时均最高温度(Tmax,av)16.7℃,改善时均Nusselt数(Nuav)69.1%,最终提升综合传热因子(η)42%;最高温度相当时,功耗和噪声分别降低6.4 W和20 dB,具备显著节能降噪优势。
文章目录
引 言
1 实验方法
1.1 物理模型
1.2 实验装置
1.3 实验误差分析
2 数值方法
2.1 数值模型
2.2 控制方程
2.3 数据处理
2.4 网格无关性与模型验证
3 结果与讨论
3.1 流动特性分析
3.2 混沌特性分析
3.3 传热特性分析
3.4 节能与噪声水平
4 结 论
符 号 说 明