旋转圆柱周围的传热与流动的实验与数值模拟研究

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摘要

本文对旋转圆柱周围的传热与流动进行了实验与数值模拟研究。实验采用热导率仪和风洞实验装置进行，数据采集采用NI数据采集卡进行。数值模拟采用FLUENT软件进行，求解过程采用开源代码进行加速。实验结果与数值模拟结果进行了比对，发现两者较为接近，证明了数值模拟方法的可行性。本文重点讨论了旋转圆柱周围传热和流动的特点及其影响因素，结果表明：当圆柱旋转速度增大时，传热系数随之增大，但流动阻力也随之增加。

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1.前言

传热与流动是热力学重要的研究领域之一，其在工程领域中有着广泛的应用。旋转圆柱周围的传热与流动问题因其特殊的几何形状和复杂的流动特征，一直备受研究者的关注。尤其是在工程领域中，由于旋转圆柱和流体之间的相互作用，使得传热和流动的研究更加具有现实意义。因此，深入研究旋转圆柱周围的传热与流动问题，对于工程领域的发展和应用具有十分重要的意义。

2.实验装置及方法

2.1实验装置

本次实验采用了热导率仪和风洞实验装置。热导率仪采用了TDTR技术，可以测量材料的热导率。风洞实验装置是由风机、圆柱、温度计和风速计组成的。风机提供气流，圆柱用于产生涡流，并测量其周围的流场和传热情况。

2.2实验方法

首先，将热导率仪放置在圆柱表面，测量其传热系数。然后，在风洞实验装置中，圆柱被放置在气流中心并旋转，测量其周围的流场和传热情况。实验过程中，采用了NI数据采集卡进行数据采集和记录。

3.数值模拟方法

数值模拟采用了FLUENT软件进行，求解过程采用开源代码进行加速。模拟过程中，将圆柱周围的流场离散化为数值网格，并采用Navier-Stokes方程和能量方程对流场进行求解。数值模拟过程中，采用了标准k-ε湍流模型，并考虑了圆柱旋转的影响。

4.实验结果与数值模拟结果

实验结果和数值模拟结果进行了比对，发现两者较为接近，证明了数值模拟方法的可行性。实验结果表明，当圆柱旋转速度增大时，传热系数随之增大，但流动阻力也随之增加。数值模拟结果进一步验证了这一结论，并提供了更详细的流场信息。

5.结论

本文对旋转圆柱周围的传热与流动进行了实验与数值模拟研究。结果表明，当圆柱旋转速度增大时，传热系数随之增大，但流动阻力也随之增加。本文对旋转圆柱周围传热和流动的特点及其影响因素进行了讨论，并提供了对工程领域和科学研究的启示和指导。

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----宋停云与您分享--------宋停云与您分享----填料热量储存器中辐射传热的数值模拟

为了更好地了解填料热量储存器中辐射传热的数值模拟，我们可以采用数值模拟方法进行模拟。数值模拟方法是一种通过计算机模拟物理现象的方法，该方法可以模拟填料层中热量的传递过程。

数值模拟方法的基本步骤包括：建立模型、设置边界条件、选择数值方法、进行计算以及分析结果等步骤。在填料热量储存器中进行数值模拟时，我们需要根据填料层的实际情况建立模型，并根据实际情况设置边界条件和选择数值方法进行计算。

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通过数值模拟的结果可以更好地指导填料热量储存器的设计和使用，从而提高其热