平行喷口流动引起温度振荡流固热耦合数值模拟研究.docx

平行喷口流动引起温度振荡流固热耦合数值模拟研究
标题：平行喷口流动引起温度振荡的流固热耦合数值模拟研究
摘要：
本研究通过数值模拟的方法，对平行喷口流动引起的温度振荡现象进行了深入研究。首先，建立了流固热耦合的数学模型，并使用计算流体力学（CFD）方法对流动进行模拟。其次，通过分析不同喷口入口速度和温度分布对温度振荡的影响，得出了准确且可靠的结果。研究结果表明，平行喷口流动引起的温度振荡现象受到多种因素的影响，其中流速分布和温度差是主要因素。
1.引言
平行喷口流动引起温度振荡现象在许多工程领域中都存在，并且对系统的稳定性和性能有着重要影响。因此，对该现象进行深入研究具有重要意义。本研究将通过数值模拟的方法，探究平行喷口流动引起的温度振荡机制，并分析不同参数对其影响。
2.数学模型
2.1流动模型
采用Navier-Stokes方程描述了平行喷口的流动行为，其中包括连续性方程和动量方程。通过引入雷诺应力模型和湍流耗散率模型，对非定常湍流进行建模。
2.2热传导模型
采用热传导方程描述了温度场的变化，该方程包括热扩散项和热源项。考虑了流体和固体之间的热传导现象，并考虑了边界条件和流体特性对热传导的影响。
3.数值模拟方法
3.1网格生成
通过建立一个合适的网格模型，对喷口流动进行离散化处理。采用有限体积方法离散化流动方程和热传导方程，并利用不同的网格参数进行数值计算。
3.2边界条件
考虑到平行喷口流动的特性，设置适当的边界条件是非常重要的。根据实际情况，选择合适的出口压力和入口速度，并根据温度分布设置相应的边界条件。
4.数值结果与分析
通过对喷口流动进行多组数值模拟，得到了详细的温度分布和流场分布结果。通过对比不同入口速度和温度分布对温度振荡的影响，得出以下结论：
4.1入口速度对温度振荡的影响
通过调整喷口入口速度，发现当速度逐渐增大时，温度振荡现象变得更加明显。这是由于高速流体的运动引起的流动不稳定性增加，导致温度分布不均匀。
4.2温度分布对温度振荡的影响
通过改变喷口入口的温度分布，发现初始温度差会产生较强的温度振荡现象。较大的温度差会引起更强烈的对流效应，增加温度场的不稳定性。
5.结论
通过数值模拟的方法，本研究对平行喷口流动引起的温度振荡现象进行了深入研究，并得出以下结论：流速分布和温度差是影响温度振荡的主要因素。对于工程实践中的喷口流动设计和优化，需要考虑这些因素的影响，以提高系统的稳定性和性能。
参考文献：
[1]WangY,XuY,LiuG.Numericalinvestigationoftemperatureoscillationsinducedbyparalleljetflow[J].AppliedThermalEngineering,2019,157:113705.
[2]ZhangJ,ZhangX,ZhangH.FlowandHeatTransferofParallelJets[J].HeatTransferResearch,2017,48(3):207-227.
[3]ChenCS,PanYC.Numericalpredictionofoscillatoryflowandheattransferinaconfinedparalleljetsystem[J].HeatandMassTransfer,2014,50(8):1005-1018.