Date:

2025-10-16

Title of Paper:

多力场耦合条件下T型圆管通道内流体热混合机理研究

Journal:

西安交通大学学报

Summary:

针对海洋动力平台和船舶动力装置中 T 型圆管通道内冷热流体间的热混合机理尚不清楚
的问题,利用大涡模拟方法,对不同支管布置方式高温高压工况下(运行压力为10MPa,进口流体
温差为275K,摇摆雷诺数为41500)的多力场耦合 T 型圆管通道内流体热混合机理进行数值研
究。利用提出的混合系数定量评价了不同布置方式下 T 型圆管通道内流体混合效果,利用均方根
温度定量评价了不同布置方式下 T 型圆管通道管壁处温度脉动情况。结果表明:剪切层和尾迹区
内涡结构与温度场存在时间和空间上的协同机制,且涡脱落频率和温度脉动频率基本相同,脱落频
率为19.3Hz;附加惯性力引起 T 型圆管通道内涡结构和温度场在时间和空间上周期性变化,加速
了流体混合过程,削弱了浮升力和重力引起的热分层现象,同时增大了流体域内温度波动,长度约
为10.2D(D 为主管内径);与对应的静止工况相比,支管竖直向上、水平和竖直向下布置时,摇摆
条件下混合系数分别增大了10.8%、18.3%和27.8%;摇摆条件竖直向下布置时,管壁处温度均方
根峰值最大为0.16,约为静止工况的2倍。因此,支管竖直向上布置时,热混合效果最好,热分层
现象最弱,在实际应用中应被优先考虑。

Co-author:

李桉琦, 苏博, 林梅*, 王秋旺

Volume:

59（01）

Page Number:

78-92

Translation or Not:

No

Date of Publication:

2025-01-01