3。1。2 雷诺数对传热的影响 8

3。2 瑞利数的数值模拟 10

3。2。1 参数定义 10

3。2。2 浮力对流动和传热影响的判定 10

3。2。3 FLUENT中自然对流参数的设定 11

3。2。4 计算结果及其分析 11

3。3 本章小结 14

4 振动圆柱绕流和传热模拟 15

4。1 数值计算模型 15

4。2 动网格模型运用 15

4。2。1 动网格理论基础 15

4。2。2 动网格模型算法简介 16

4。2。3 动网格模型算法在振动圆柱中的应用 16

4。3 计算结果及其分析 17

4。3。1 雷诺数 Re∞=10。87 的数值模拟 17

4。3。2 雷诺数 Re∞=130。4 的数值模拟 18

4。4 本章总结 20

总结 21

致谢 22

本科毕业设计说明书 第 II  页

参考文献 23

1 绪论

1。1 前言

绕流是流体力学中的一个经典问题，当没有粘性的流体流过钝体时，边界层便不会发生分 离；反之如果流体具有粘性，便会发生边界层分离，因而产生对物体周期性的力的作用[1]。一 个多世纪以来，绕流是众多学者研究流体力学的一个热点，而且主要对圆柱绕流的研究。圆柱 绕流既基本又复杂，遍布海洋工程、航空工程、工业空气动力学等众多相关领域，涉及到流动 的分离、漩涡的生成和脱落、漩涡的互相干扰等问题。而振动圆柱绕流问题通过系统的分析不 同条件及不同物理边界条件下，各种模态的变化及换热特征，揭示流体的输运机理。这在工程 实际中是时常遇到的的，设备在实际工作有时会发生振动，有的便是由于绕流引起的，如流体 绕流换热管束时引起振动，这对换热管换热以及受力等工况产生影响。目前圆柱绕流问题研究 已经较多，但大都是研究静止状况下的绕流问题。现实中很多设备运营工况决定了不可能只是 静止不动的工作。在工程实际中，引起避免振动的原因很多，比如设备动力装置运转时，由于 设备存在的重心偏差便会引起振动，流体绕流物体时发生边界层分离时，产生对物体周期性作 用的力也会导致振动。例如某水电站的蒸发塔,就曾经由于工艺存在误差，再加上设备安装位 置的不正确，导致多个塔之间振动强烈影响传热、并使塔损坏。悬索桥也发生过类似事例,悬 索发生共振因而导致桥倒塌。但是换热壁面的振动能够增强流体层之间的相互扰动，对流体附 近层的构成和发展造成干扰，从而对换热效率造成直接和间接的影响[2]。先前学者对这方面做 了的多方面的研究，学者所得出的研究成果表明，表明物体的振动参数在一定的范围内变化能 够对换热造成不同程度的强化[3]。因此对于因此研究不同条件下绕流对系统的流动以及传热的 影响便显得必要了。论文网