部分超疏水振荡圆柱的主动-被动复合传热强化
流体动力学
2022-03-07 v1
摘要
利用 OpenFOAM 库对静止及横向振荡的部分超疏水圆柱的对流换热进行了数值模拟。圆柱表面的超疏水性通过部分滑移边界条件来处理。对静止圆柱表面施加滑移条件使阻力与 rms 升力系数分别降低 46% 和 75%。它还将平均努塞尔数提高 55%，同时自然脱落频率增加 21%。本文还研究了部分超疏水圆柱，并分析了滑移对圆柱表面不同部分的影响。就力系数的减小而言，表明在表面 135° 段施加滑移为最优情形，使阻力与 rms 升力系数分别降低 47% 和 85%。然而，全超疏水圆柱提供更高的传热率。对于横向振荡圆柱，超疏水性拓展了主同步区，并且相较于无滑移情形表现出不同的尾流动力学行为。表面滑移还使平均努塞尔数在锁频条件下达到约为无滑移振荡圆柱的 6 倍。基于热性能指标 (TPI) 的进一步分析证明，超疏水圆柱可达到 TPI = 6 的高值。
引用
@article{arxiv.2203.02265,
title = {Combined active-passive heat transfer enhancement for a partial superhydrophobic oscillating cylinder},
author = {Ali Rezaei Barandagh and Adel Rezaei Barandagh and Jafar Ghazanfarian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.02265},
year = {2022}
}