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。

在这项研究中，我们通过通过从热传递面上的吹吹和吸入来增强热量和动量传输的方法，对促进传热和降低壁式传输的方法的有效性进行了基本研究。 （1）首先，在开放通道中进行了一个实验，以找出在传热表面上间歇性井喷时的基本流量和传热特性。结果，发现尽管在连续吹动的情况下，壁摩擦阻力降低，但热传递也会减少，并且在间歇性吹动的情况下，在吹孔周围的热传递增加，而壁摩擦阻力则减少。 （2）使用个人计算机进行直接模拟湍流，并预测进行湍流结构的主动对照时进行预测。结果表明，主动控制可用于增强相互作用运动，这被认为可以增强差异。但是，增强的相互作用运动不一定有助于促进传热，并且没有实现足够的传热促进。挑战仍然是发展将来积极控制的更有效手段。 （3）考虑到湍流结构之间的扫描结构的控制，并将其转化为一种被认为可以增强差异性的相互作用结构，我们创建了一个热膜传感器部分，并试图检查该方法的有效性。但是，由于传感器混合了噪声，无法执行足够的控制，这将被视为将来的问题。

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)。