式中 , ,
亦为计算平面与物理平面的转换因子。科技论文,数值模拟。
Re, f, Nu以电阻制动带间距S为定型尺寸,其数学表达式为:
, , (10)
2 离散方法及数值方法
将适体坐标系中的控制方程,在控制容积上积分,导出计算平面上的三维通用微分方程的离散形式为:
(11)
式中系数 、 、 、 、 、 、 均采用乘方格式。科技论文,数值模拟。
根据导出的计算平面上通用控制方程的离散表达式,计算中采用了推广后的可压缩流体同位网格上的SIMPLE算法,并采用Rhie-Chow的方法计算界面上逆变速度。本文以开缝长度L等于6mm,攻击角α等于30度,Re=1000时的情形为例,对数值计算的结果进行了网格考核,结果如表1所示。从表上的结果可以看出,加密或稀疏网格对数值计算结果影响很小,因此所得的数值解是网格独立的解.本文计算时采用的网格数为120 34 54。
表1 网格考核结果
grid number Nu f |
100 28 27 13.0185 0.331 100 28 54 12.6897 0.328 120 34 54 12.7372 0.336 |
3 结果及分析
3.1 开缝长度L对Nu数、阻力系数的影响
图3显示在相同攻击角、不同开缝长度的情况下,Nu数随Re的增加而增加,阻力系数随Re的增加而减小。攻击角相同的情况下,增大开缝长度,Nu数增加,阻力系数在攻击角等于250时随着开缝长度的增加而减小,其他两种情况下开缝长度等于5mm时阻力系数最小。
图3 相同攻击角、不同开缝长度的情况下,Nu数和阻力系数f随Re的变化规律
3.2攻击角α对Nu数、阻力系数的影响
从图4中可以看出,在开缝长度相同、攻击角不同的情况下,Nu数随Re的增加而增加,阻力系数随Re的增加而减小。开缝长度相同的情况下,增大攻击角,Nu数有明显的增加,但阻力系数的变化略有不同,开缝长度L=4mm时,攻击角为300时阻力系数较其他两种情况小,开缝长度L=5mm时,攻击角为350时阻力系数较其他两种情况小,开缝长度L=6mm时,阻力系数随着攻击角的增加有明显的增加。科技论文,数值模拟。

4 结论
本文通过数值模拟的方法研究了高壁温变密度情况下电阻制动带内周期性充分发展的层流流动,说明了不同Re、不同攻击角、不同开缝长度对Nu数和阻力系数f的影响。科技论文,数值模拟。得出的结论为:开缝长度L=5mm,攻击角α=300是最优参数,可获得较高的换热效率和较小的阻力。
参考文献
[1]华亮,王良璧.电阻制动带内空气流动与传热数值模拟[J].铁道学报,2007,(2):104-108.
[2]WangLB,Jiang,GD,TaoWQ.Numericalsimulationonheattransferandfluidflowcharacteristicsofarrayswithnonuniformplatelengthpositionedobliquelytotheflowdirection[J].ASMEJHeatTransfer,1998,120:991-998.
[3]曹玉璋.《实验传热学》[M].国防工业出版,1998.
[4]王良壁.复杂截面通道的紊流流动与传热特性的实验及数值计算[D].西安:西安交通大学,1996.
[5]陶文铨.《数值传热学》[M].第2版.西安:西安交通大学出版社,2001.
[6]陶文铨.计算传热学的近代进展[M].北京:科学出版社,2000.
[7]RhieCM,ChowWL.Anumericalstudyoftheturbulentflowpastanisolatedairfoilwithtrilingedgeseparation[J].AIAAJournal,1983,21(11):1525-1532.
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