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用于笛卡尔有限体积求解器中共轭传热的二阶热与动量浸没边界法

流体动力学 2014-11-19 v2

摘要

开发了一种共轭传热 (CHT) 浸没边界 (IB 和 CHTIB) 方法,适用于低至中等雷诺数的层流和湍流。该方法通过两个同轴旋转圆柱体的经典流动在 Re=50Re=50 下进行验证,结果显示在广泛的固液热导率比 κs/κf=(9100)\kappa_{s}/\kappa_{f} = \left(9-100\right) 范围内,温度场的 L2L_{2}LL_{\infty} 误差范数具有二阶精度。为了评估 CHTIBM 在湍流中的表现,使用了充分发展的加热湍流通道 (Reuτ=150 和 κs/κf=4)\left(Re_{u_{\tau}}=150\text{ 和 } \kappa_{s}/\kappa_{f}=4 \right),结果显示与之前的直接数值模拟 (DNS) 结果具有近乎完美的相关性。CHTIB 方法与动量 IB 方法 (IBM) 配对使用,两者均利用水平集场定义流体/固体界面的润湿边界,并通过重新缩放有限体积法 (FVM) 的差分算子隐式应用于流动求解器。

关键词

引用

@article{arxiv.1411.1004,
  title  = {A Second Order Thermal and Momentum Immersed Boundary Method for Conjugate Heat Transfer in a Cartesian Finite Volume Solver},
  author = {Ryan Crocker and Yves Dubief and Olivier Desjardins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1411.1004},
  year   = {2014}
}