柔性壁面对湍流传热的增强作用

本研究探讨了柔性壁面对黏性-高弹壁面上通道流动中湍流传热的影响。我们进行了直接数值模拟，完全解析了湍流流动与柔性壁面之间的相互流固耦合，变换壁面弹性和热扩散系数以实现完全湍流条件。我们表明，柔性壁面不仅增加了动量传递，还增加了热量传递。由于柔性壁面可以动态移动，近壁区域的热流主要通过湍流对流传递，而不是扩散，这与刚性壁面的典型情况不同。因此，热流不仅可以通过改变热扩散系数来控制，还可以通过改变支撑弹性模量来控制，这决定了壁面法向速度涡动，从而决定了温度涡动。最后，我们表明控制这些修改的物理机制是 sweep 和 ejection 事件。