低雷诺数下六个顺排圆柱周围的流型与传热

通过数值模拟研究了六个顺排等温圆柱周围的流场与传热。考察了雷诺数为 $100$、普朗特数为 $0.7$ 时两种中心距取值（$s=3.6d$ 和 $4d$，其中 $d$ 为圆柱直径）。与顺排双圆柱构型类似，在此范围内流动和传热会发生转变。已识别出两种不同的流型：稳定剪切层 (SSL) 模式和剪切层二次涡 (SLSV) 模式，分别对应于 $3.6$ 和 $4$ 的间距比 ($s/d$)。在 $s/d=3.6$ 时，流型导致冷流体被卷吸到下游圆柱上，从而增强了传热。另一方面，在 $s/d=4$ 时，两个稳定的反向剪切层阻止了冷流体对下游圆柱的卷吸，降低了它们的热交换。将间距比从 $4$ 减小到 $3.6$，阵列的整体时均传热增强高达 25%。此外，研究发现传热的增强与相邻圆柱努塞尔数时间序列之间的相位差有关。