| 冲击射流流动换热超大涡模拟研究 |
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| 引用本文： | 宛鹏翔,范俊,韩省思,毛军逵.冲击射流流动换热超大涡模拟研究[J].推进技术,2020,41(10):2237-2247. |
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| 作者姓名： | 宛鹏翔 范俊 韩省思 毛军逵 |
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| 作者单位： | 南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏 南京,南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏 南京,南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏 南京 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（51606095，91841302），江苏省自然科学基金（BK20160794） |
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| 摘 要： | 为了准确预测发动机热端部件中广泛采用的冲击射流冷却复杂的流动和换热特性,发展了基于BSL k-ω模型的超大涡模拟(VLES)高精度模拟方法,并对高雷诺数Re=4×104,两种不同射流距离2和6的单孔冲击射流及三孔冲击射流这一经典的流动传热问题进行三维非稳态高精度数值计算。同时,将分离涡方法 (DDES)和k-ωSST,RNG,Transition SST三种RANS方法的数值模拟和开发的超大涡模拟(VLES)方法进行对比。研究表明,VLES方法均能够准确捕捉冲击射流流场的复杂非稳态流动及传热特征,包括自由射流区、壁面射流区小尺度涡系和大尺度湍流结构的演化和破碎,同时冲击壁面的换热系数计算结果与实验值吻合较好。DDES方法未能准确捕捉流场复杂的小尺度湍流结构,壁面换热计算结果与实验值差异较大。RANS方法计算的换热结果与实验数据差异最大,基本未能预测到壁面换热特性。在相同的计算网格和计算方法下,VLES方法计算结果优于DDES方法,DDES方法一般好于RANS方法。这表明新开发的VLES方法能够准确地计算冲击射流相关的流动及换热问题。
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| 关 键 词： | 超大涡模拟 冲击射流 对流传热 涡轮冷却 |
| 收稿时间： | 2019/6/19 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2019/8/7 0:00:00 |
Very-Large Eddy Simulation of Impinging Jet Flow and Heat Transfer |
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| WAN Peng-xiang,FAN Jun,HAN Xing-si,MAO Jun-kui.Very-Large Eddy Simulation of Impinging Jet Flow and Heat Transfer[J].Journal of Propulsion Technology,2020,41(10):2237-2247. |
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| Authors: | WAN Peng-xiang FAN Jun HAN Xing-si MAO Jun-kui |
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| Institution: | College of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics;China,College of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics;China, |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Very-large eddy simulation Impinging jet Convective heat transfer Turbine cooling |
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