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涡旋如何增强振荡平板的传热

流体动力学 2025-06-25 v1

摘要

加热的固体表面在来流中的振荡可以增强从固体到流体的传热。已有研究调查了圆柱体作平移或旋转运动时的传热增强问题。另一种常见几何构型——平板——尚未得到充分研究。平板会脱落更大且更强的涡旋,这些涡旋对平板的振荡方向敏感。为研究这些涡旋对传热增强的影响,我们计算了雷诺数为100的来流中不同倾角和振荡方向的平板的传热。我们考虑了定温与定热流两种情况,均发现显著的传热增强。我们研究了平板倾角、振荡方向、速度、振幅和频率的影响,发现平板振荡速度和方向对整体传热的影响最强。其他参数主要通过脱落涡量分布影响局部传热分布。我们还讨论了振荡平板系统所需的输入功率及由此产生的帕累托最优情况。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.05929,
  title  = {How vortices enhance heat transfer from an oscillating plate},
  author = {Xiaojia Wang and Silas Alben},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.05929},
  year   = {2025}
}

备注

38 pages, 22 figures