声波作用下的单圆柱绕流及传热特性数值研究

姜羽; 姜根山; 于淼; 杨延锋; 孙建浩

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声波作用下的单圆柱绕流及传热特性数值研究

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为了研究声波对单圆柱绕流流动和传热特性的影响,建立了流场、声场、对流传热多物理场耦合的二维数学模型,并利用有限元软件COMSOL进行数值模拟。结果表明:(1)当频率f=50 Hz、声压级LSP=123~149 dB时,斯特劳哈尔数Sr随声压级增大而减小,圆柱表面压力系数CP随声压级增大而增大;(2)LSP=143 dB、f=20~80 Hz时,斯特劳哈尔数Sr、压力系数CP均随频率f增大而增大;(3)对比f=50 Hz、LSP=143 dB声波作用与无声波作用的情况,阻力系数CDF和升力系数CDL都呈周期性变化,但有声波作用时振幅增大;(4)声波作用会促进圆柱表面热量传递,但当LSP>143 dB,圆柱表面局部努塞尔数Nuθ开始减小。该研究结果为强化圆柱绕流传热提供了理论研究基础。

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来源
《声学技术》 |2021年第3期|308-315|共8页
作者
姜羽; 姜根山; 于淼; 杨延锋; 孙建浩;
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作者单位

华北电力大学数理学院;

河北保定071003;

华北电力大学能源动力与机械工程学院;

北京102206;

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正文语种 chi
中图分类物理声学;
关键词
声波特性; 圆柱绕流; 漩涡脱落; 强化传热;

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