竖直矩形通道内超临界正癸烷振荡特性的大涡模拟

作     者：李勇 孙丰 谢公南 曹桢 傅佳宏 LI Yong;SUN Feng;XIE Gongnan;CAO Zhen;FU Jiahong

作者机构：西北工业大学航海学院西安710072 太原理工大学电气与动力工程学院太原030024 隆德大学能源科学系隆德SE‑22100 浙大城市学院机械电子工程学系杭州310015 

出 版 物：《南京航空航天大学学报》 (Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics)

年 卷 期：2022年第54卷第2期

页      面：281-289页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080103[工学-流体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51676163) 西北工业大学博士论文创新基金(CX202029)。 

主　　题：主动再生冷却 振荡效应 强化涡 大涡模拟 

摘      要：基于超临界碳氢燃料的主动再生冷却被认为是超燃冲压发动机最具前景的热管理方法之一。本研究利用大涡模拟数值方法探究矩形通道内超临界碳氢燃料初始流动传热的瞬态变化规律的,证实了超临界振荡效应的存在,即温度和速度分布波动性较强。通过监测10^(-4) s时间尺度下的速度变化规律,发现振荡有着近似三角函数式的频率和振幅。冷却通道被加热初期时,近加热壁面处热流体在浮升力作用下流向低温区域;随着流体温度逐渐接近其拟临界值,其物性参数发生剧烈变化,摩擦因数和流体动能呈现振荡性,在远离加热壁面的位置诱导出了强化涡;随着时间推移,强化涡开始向加热壁面移动,伴随着低温流体冲击热壁面,使其热输运得到强化。