通过非稳定流扰动增强壁面间热传递

我们确定用于增强热交换器中冷热壁之间热传递率（即努塞尔数 Nu）的非稳定流扰动，同时约束在固定流功率 (Pe$^2$, 其中 Pe 为 Péclet 数) 下。非稳态流是先前计算的最优稳态流的扰动，由 Nu 关于流模式系数�幅的 Hessian 矩阵的特征模组成。Hessian 的正特征值对应于非稳态流对 Nu 的增加，发生在 Pe $\geq 10^{3.5}$ 且在流周期 $\tau \sim$ Pe$^{-1}$ 的范围内。对于 $\tau$Pe $\leq 10^{0.5}$，最优流是沿壁面或沿由靠近壁面的流分支围绕的湮灭沿壁面的涡旋链。更大的 $\tau$Pe 时，涡旋分布往往更为复杂且延伸至壁面之外。热流在靠近非稳态涡旋的壁面位置得到增强。我们构建了一个迭代时谱求解器用于非稳态温度场，并在中等至大扰动�幅下实现了最高可达 7% 的 Nu 提升。