乱流構造のアクティブ制御を用いた伝熱促進に関する基礎的研究

湍流结构主动控制强化传热基础研究

• 批准号: 07750232
• 负责人: 鈴木 洋
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750232/
• 关键词: 乱流構造; 伝熱促進; アクティブ制御; 熱伝達実験; 壁面摩擦抵抗; 数値シミュレーション

本研究では、伝熱面からの吹き出し及び吸い込みを利用した乱流構造のアクティブ制御により、熱および運動量輸送の非相似性の強化を行うことによって、熱伝達の促進と壁面摩擦抵抗の低減を図る方法の有効性に関する基礎的な検討を行った。(1)まず、伝熱面上に間欠吹き出しがある場合の基本的な流動および熱伝達特性を知るために、開水路内で実験を行った。その結果、連続吹き出しの場合には、壁面摩擦抵抗は下がるものの、熱伝達も減少すること、間欠吹き出しの場合には、吹き出し孔周辺で、熱伝達が増大し、一方で壁面摩擦抵抗が減少することが明らかとなった。(2)パーソナルコンピュータによって乱流の直接シミュレーションを行い、乱流構造のアクティブ制御を行った場合の結果の予測を行った。その結果、非相似性を強化すると考えられているインターラクション運動を強化することが、アクティブ制御によって可能であることがわかった。しかしながら、強化されたインターラクション運動が、必ずしも熱伝達の促進に寄与せず、十分な伝熱促進がなされなかった。今後、アクティブ制御のより有効な手段を開発することが課題として残った。(3)乱流構造のうちスウィープ構造を制御し、非相似性を強化すると考えられているインターラクション構造に変換することを考え、熱膜式のセンサー部を作成し、本手法の有効性について検討を試みた。しかしながら、センサーに混入するノイズにより、十分な制御を行うことができず、今後の課題として検討する。

This paper discusses the fundamental problems of effective methods for reducing wall friction resistance by utilizing turbulence structures, enhancing the non-similarity of heat transfer and motion transfer. (1)The basic flow and heat transfer characteristics are known in the hot water channel. As a result, the wall friction resistance decreases when the air is blown out, and the heat transfer increases when the air is blown out, and the wall friction resistance decreases when the air is blown out (2)The prediction of the results of turbulence control in the case of turbulence The results, dissimilarities, and enhancements are discussed in detail below. The movement of heat and energy must be promoted. In the future, there will be ways to control the problem. (3)Turbulence structure is controlled, dissimilarity is strengthened, and hot film structure is formed. The method is effective. The problem is that we have to deal with it in the future.

项目成果

稲井他3名: "熱輸送と運動量輸送に関する乱流数値シミュレーション" 日本機会学会中四国支部講演論文集. 965-1. 159-160 (1996)

Inai 等人 3：“关于热传输和动量传输的湍流数值模拟”日本机械工程师学会中国-四国分会论文集 965-160 (1996)。