湍流状态下超疏水表面流场减阻特性数值仿真研究_宋东
【国家自然科学基金】_流动减阻_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
推荐指数 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 推荐指数 减阻 7 表面活性剂 4 脊状表面 4 阻力 3 流动分离 3 数值仿真 3 超疏水表面 2 翼型 2 粒子图像测速仪 2 流动控制 2 数值模拟 2 减阻流体 2 减阻效果 2 高超声速 1 高层建筑 1 高低空飞艇 1 风荷载减阻 1 风洞实验 1 风压折减系数 1 风力机 1 附面层干扰 1 钝尾缘 1 速度滑移 1 速度 1 逆向喷流+ 1 超疏水 1 超声速流 1 表面滑移 1 荷叶表面 1 舵面绕流 1 航行器 1 航空航天推进系统 1 致动器 1 脊状结构 1 胶柬 1 胶束 1 耐冲刷能力 1 翼身整流 1 纳米颗粒吸附法 1 粒子图像速度场测试技术 1 管道 1 等离子体 1 空气动力学 1 疏水纳米材料 1 热流 1 湍流边界层 1 湍流统计量 1 湍流结构 1 湍流参数 1 湍流减阻 1 润湿性 1 涡流发生器 1
U_型再生冷却通道内超临界航空煤油换热特性数值模拟
收稿日期：2023-01-16基金项目：吉林省教育厅科技项目（JJKH20220100KJ ）、东北电力大学青年博士科研助推计划（BSZT02202102）资助作者简介：王彦红（1983），男，博士，副教授。
引用格式：王彦红，李浩然，李洪伟.U 型再生冷却通道内超临界航空煤油换热特性数值模拟[J].航空发动机，2023，49（4）：16-25.WANG Yanhong ，LI Ha⁃oran ，LI Hongwei.Heat transfer of supercritical aviation kerosene in a u-shaped regenerative cooling channel[J].Aeroengine ，2023，49（4）：16-25.U 型再生冷却通道内超临界航空煤油换热特性数值模拟王彦红，李浩然，李洪伟（东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林132012）摘要：为了解决航空发动机的高温热防护问题，通过RNG k-ε湍流模型开展了U 型再生冷却通道内超临界压力RP-3航空煤油换热特性数值研究。
探究了进口参数、固壁热导率、壁面粗糙度对换热的影响机制。
基于流场和温度场揭示了换热特征和换热机理，通过离心力参数讨论了其作用机制，阐述了二次流对换热的影响，提出了换热关联式，其预测偏差处于±20%以内。
结果表明：上游水平通道和下游水平通道受非对称加热作用产生弱二次流，弯通道受离心力作用产生强二次流，高温区近壁流体吸热能力降低造成传热恶化，最高壁温约为935K ；离心力促使热流产生显著的周向迁移。
在高进口温度下传热恶化起始位置提前到弯通道，加剧了离心力作用，使热流迁移增强。
提高固壁热导率和壁面粗糙度，换热均增强，对离心力影响可忽略。
关键词：U 型通道；再生冷却；超临界航空煤油；换热特性；热流迁移；高温热防护；航空发动机中图分类号：V231.1文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.04.003Numerical Simulation on Heat Transfer Characteristics of Supercritical Aviation Kerosene in a U-shapedRegenerative Cooling ChannelWANG Yan-hong ，LI Hao-ran ，LI Hong-wei（School of Energy and Power Engineering ，Northeast Electric Power University ，Jilin Jilin 132012，China ）Abstract ：In order to solve the problem of high-temperature thermal protection of aeroengine ，numerical research on heat transfer characteristics of supercritical-pressure RP-3aviation kerosene in a U-shaped regenerative cooling channel was conducted based on the RNG k-εturbulence model.Effect mechanisms of the inlet parameters ，solid wall thermal conductivity ，and wall roughness on heat trans⁃fer were investigated.Based on the flow field and temperature field distributions ，the characteristics and mechanisms of heat transfer were revealed.The centrifugal force effect was discussed through the centrifugal force parameters.The influence of secondary flow on heat trans⁃fer was described ，and the heat transfer correlation was proposed ，with prediction deviations within ±20%.The results show that the up⁃stream horizontal section and the down-stream horizontal section generate weak secondary flow due to the asymmetric heating ，the bendsection generates strong secondary flow due to the centrifugal force ，and the heat transfer deterioration is caused by the reduced heat ab⁃sorption capacity of near-wall fluid in the high-temperature region ，and the maximum wall temperature is approximately 935K.The cen⁃trifugal force leads to a significant circumferential migration of heat flux.The starting position of heat transfer deterioration is advanced to the bend section at the high inlet temperature condition ，the centrifugal-force effect is aggravated and the heat flux migration is enhanced.With the increase of solid thermal conductivity and wall roughness ，the heat transfer is enhanced and the effect on centrifugal force can be ignored.Key words ：U-shaped channel ；regenerative cooling ；supercritical aviation kerosene ；heat transfer characteristics ；heat flux migra⁃tion ；high-temperature thermal protection ；aeroengine第49卷第4期2023年8月Vol.49No.4Aug.2023航空发动机Aeroengine0引言再生冷却是解决超声速发动机热端部件冷却问题的重要技术，其通过碳氢燃料流经燃烧室固壁内的微通道吸收机体极端热量[1]。
基于Fluent的非光滑表面减阻仿真实验
基于Fluent的非光滑表面减阻仿真实验
冯晓明;朱东坡;颜兵兵;陈光;田桂中
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】该文基于有限元法构建了一套可用于非光滑表面减阻仿真的实验方案。
将在ICEM中划分的非光滑表面模型网格导入ANSYS中的Fluent模块进行仿真计算,通过对比分析不同速度、不同展向间距圆锥微结构的减阻率评估减阻效果,并利用可视化功能观测速度、压力和湍动能云图,探究了由圆锥微结构构成的非光滑表面减阻规律,为减阻性能方面研究提供了一种新的思路。
【总页数】6页(P85-90)
【作者】冯晓明;朱东坡;颜兵兵;陈光;田桂中
【作者单位】江苏科技大学机械工程学院;佳木斯大学机械工程学院;江苏科技大学教务处
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于非光滑表面的沟槽减阻数值仿真研究
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【国家自然科学基金】_减阻率_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
科研热词 减阻 数值模拟 减阻机理 沟槽 无痛注射 摩擦阻力 工程仿生学 射流表面 压差阻力 黏性阻力 风洞试验 阻力 针头 超疏水表面 船舶 疏水涂层 滑移 溶液聚合法 流场特性 正交设计 显示动力学 旋转圆盘 摩擦扭矩 接触分析 微漩涡 层流 射流 实验研究 复合催化剂 压力分布 力学行为 减阻率 仿生射流表面 仿生 二氧化硅 α -烯烃
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2011年 科研热词 高超声速流 高分子聚合物 风洞实验 长链 钝头飞行器 过渡型艇 聚丙烯酰胺 线性等效粘度分布模型 特性黏度 本体聚合 断阶 数值计算 数值模拟 接枝共聚 微气泡减阻 弓形激波 应力分布 壁面湍流减阻 喷缝宽度 反应时间 减阻杆 减阻剂 减阻 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 减阻 非光滑表面 湍流 鸟类 飞行性能 非稳态 超疏水表面 超疏水 表面活性剂溶液 自然选择 羽毛 组合布置 粗糙度 等效摩擦系数 疏水表面 环带实验 湍流减阻 汽车车身 气动灭火炮 气动减阻 橡胶密封圈 最大无关减阻 数值模拟 微观结构 微结构 形貌参数 工程仿生学 尾部气流 凹坑表面 凹坑形表面 凹坑型非光滑表面 减阻率 减阻特性 减摩 优化设计 仿生表面 仿生人 人字形 hoyt尺度放大法
侧喷射流的仿生鱼表面减阻优化研究
侧喷射流的仿生鱼表面减阻优化研究
刘国勇;宋中鑫;朱冬梅
【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(51)2
【摘要】为了研究射流孔结构参数对水下射流减阻的影响,以金枪鱼为仿生对象建立仿生鱼模型,通过模拟鲨鱼鳃在仿生鱼模型侧面添加射流孔建立了射流模型.采用数值模拟方法,分析主流场速度及射流孔的形状、高度、位置、高宽比等单因素对仿生鱼表面减阻的影响规律.通过Design-expert软件对射流孔的结构参数进行响应面多目标参数优化,进一步分析了不同射流孔的结构参数在相互作用时对仿生鱼表面减阻的影响,最终确定了在距离鱼首5 mm处添加形状为后三角形,高度为6 mm,高宽比为4的射流孔时能够达到比较理想的减阻效果,此时模型的总阻力为2.51021 N,相应的减阻率为6.49%.本文通过深入分析射流孔结构参数的影响,为水下射流减阻技术提供了重要的理论基础和实验指导,为仿生技术在水下流体力学领域的应用拓展了新的可能性.
【总页数】9页(P236-244)
【作者】刘国勇;宋中鑫;朱冬梅
【作者单位】北京科技大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB17
【相关文献】
1.基于仿生学原理的射流表面减阻性能研究
2.仿生射流表面孔径与射流速度耦合减阻特性数值模拟
3.仿生射流表面优化设计与减阻机理分析
4.仿生射流表面减阻特性实验研究
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一种离心力修正的湍流模型及其在数值模拟中的应用
第24卷第1期 2004年2月动力工程POW ER EN G I N EER I N GV o l .24N o.1 Feb .2004 收稿日期:2003201202基金项目:国家自然科学基金项目(58976019)及国家重点基础研究发展规划项目(G 1999022209204)作者简介:吴 江(19742),男,上海交通大学博士生,研究方向:煤清洁燃烧与新型燃烧器开发、环境污染控制与污水处理工程、循环流化床与气固多相流、煤的气化等。
文章编号:100026761(2004)0120106204一种离心力修正的湍流模型及其在数值模拟中的应用吴 江, 章明川, 田凤国, 范卫东, 顾明言, 王 雷(上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240)摘 要:通过分析强旋流场中离心力的作用,提出了考虑湍流脉动中离心力作功的湍流模型(k 2Ε2cf 模型)。
模型的特征参数根据大涡参数和小涡参数的几何平均得到,其中旋涡的频率与热线测量实验结果一致。
运用k 2Ε2cf 模型对一同轴旋转分层流燃烧器空气动力场进行了数值模拟,计算结果与实验数据吻合良好,比标准k 2Ε模型结果有较大改进。
图4参4关键词:空气动力学;旋流燃烧器;强旋流场;离心力修正的湍流模型;数值模拟中图分类号:TB 126 文献标识码:AA C e ntrifuga l Fo rce M od ifie d Turbule nce M ode l a nd ItsApp lica tion on Num e rica l S i m ula tionW U J iang , ZH A N G M ing 2chuan , T IA N F eng 2g uo ,FA N W ei 2d ong , GU M ing 2y an , W A N G L ei(Schoo l of M echan ical and Pow er Engineering ,Shanghai J iao tongU n iversity ,Shanghai 200240,Ch ina )Abs tra c t :T h rough analyzing the effect of cen trifugal fo rce in strong s w irling flow field ,a new tu rbu len tm odel (k 2Ε2cf m odel )to com p u ter pow er done by cen trifugal fo rce in the tu rbu len t p u lsati on is p ropo sed .T he characteristic p aram eters in the p ropo sed tu rbu lence m odel are ob tained acco rding to the geom etrical m ean of the p aram eters of large vo rtex and s m all vo rtex .T he frequency of the vo rtex in the m odel agrees w ell w ith the exp eri m en tal resu lts m easu red by ho t w ire anem om eter .A ir dynam ic field in a co 2ax ials w irling stratified flow bu rner has been si m u lated w ith k 2Ε2cf m odel .T he com p u tati onal resu lts agree w ell w ith the exp eri m en tal data ,and are m uch better than that com p u ted w ith standard k 2Εm odel .F igs 4and refs 4.Ke y w o rds :aerodynam ics ;s w irling bu rner ;strongly s w irling flow filed ;tu rbu lence m odel con sideringcen trifugal fo rce ;num erical si m u lati on 标准k 2Ε湍流模型对旋转流场的预报有明显不足是众所周知的事实。
【国家自然科学基金】_圆管湍流_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
科研热词 黏性 雷诺数 运动方程 输流管道 超临界态+ 超临界压力 试验研究 表面活性剂 航空煤油 煤油 浮升力 数值计算 数值研究 强化传热 减阻率 减阻剂 传热 临界流速
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
科研热词 圆管 软测量 超声波榆测 超临界压力 超临界 诱导磁场方程 衰减 类时差法 等离子体 磁流体动力学 盐析机理 激光多普勒测速仪 湍流模型 湍流 浮升力 流动特性 旋转流流场 数值模拟 层流 尾喷管 对流换热 对流传热 多普勒粒子分析仪 动态流量 rbf神经网络 cfd
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2013年 科研热词 超临界 自旋扭带 纳米流体 煤油 湍流减阻 数值研究 数值模拟 摩擦系数 振动 强化 对流传热 大涡模拟 圆管流动 压降 传热 三角形沟槽面 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 数值模拟 高超声速 迁移 软性磨粒流 耦合 纳米颗粒 界面面积浓度 湍流模型 气动热 大管径 大曲率圆管 圆管湍流 升力 凝并 充分发展
【国家自然科学基金】_减阻流体_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
科研热词 推荐指数 减阻 3 黏性阻力 1 雷诺数 1 阳离子表面活性剂溶液 1 谱带结构 1 脱体涡模拟 1 翼型绕流 1 粒子图像测速仪 1 相干结构 1 直接数值模拟 1 电磁力 1 湍流控制 1 湍流减阻 1 温度效应 1 流动控制 1 流动 1 流体减阻 1 水滴形 1 本征正交分解 1 数值模拟 1 微针肋 1 强化换热 1 展向行波 1 射流表面 1 压差阻力 1 减阻水溶液 1 传热特性 1 二维光栅模型 1 一维短沟槽复合准晶结构 1 lorentz力 1
ห้องสมุดไป่ตู้
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
科研热词 推荐指数 减阻 3 黏弹性流体 1 高时间分辨率粒子图像测速 1 超疏水 1 纳米流体 1 相干结构 1 直接数值模拟 1 滑移速度 1 湍流边界层 1 湍流减阻 1 流体减阻 1 泵 1 沟槽结构 1 沟槽壁面 1 格子玻尔兹曼方法 1 无量纲压降比 1 强化换热 1 工程仿生学 1 多尺度空间局部平均结构函数 1 增效减阻 1 去润湿 1 功能表面 1 准周期 1 仿生耦合 1
推荐指数 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
科研热词 减阻 表面活性剂 高速流体 非平衡分子动力学 超空泡 胶束 聚舍物稀溶液 耦合 紊流减阻 粒子图像测速仪 物理量协同 湍流边界层 湍流减阻 湍流 添加剂 流变性 柔性管 数值验证 摩擦系数 层流失稳 层流 局部周期性扰动 小波变换 对流换热 壁湍流 壁压脉动 吹吸 减阻流体 位移脉动 传热降低 传热效率 传热强化