纳米流体在平板上的湍流边界层和流体流动分析

AOUINET Hana; DHAHRI Maher; SAFAEI Mohammad Reza; SAMMOUDA Habib; ANQI Ali E

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纳米流体在平板上的湍流边界层和流体流动分析

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对分别浸入3种纳米流体(ZnO-水,SiO2-水,TiO2-水)的平板近壁面流动的湍流边界层的对数规律进行数值分析.采用CFD程序对边界层和流体动力流动进行数值模拟.使用已发表的测量点对数值模型进行验证,结果表明一致性较好.对流速0.04 m/s,0.4 m/s,4 m/s以及纳米颗粒浓度0.1％和5％的情况进行模拟.研究了纳米颗粒浓度对速度、温度分布、壁面剪切应力和湍流强度的影响.结果表明:沿势流层的黏性亚层、缓冲层和对数律层可以基于具有单壁距离区域的弯曲质量进行分析.可见,与其他区域相比,黏性亚层面积最大.另一方面,温度变化与热边界层厚度有关的区域在流速减小时也减小,热边界层离前缘越来越深,而纳米颗粒体积分数的增加对壁面剪切应力的影响较小.在所有情况下,边界层的厚度都随着流速的增加而减小,而纳米颗粒浓度的增加会使边界层的厚度增加.更准确地说,对数层在Y+=50和Y+=95之间最小.在所研究的纳米流体中,Φ=5％时的边界层温度高于Φ=0.1％时的边界层温度.而Y+=1时,结果正好相反,Φ=0.1％时的温度比Φ=5％的更高.当流速分别为v=4,0.4,0.04 m/s时,湍流强度峰值分别出现在Y+=100,Y+=10和Y+=8时.

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来源
《中南大学学报（英文版）》 |2021年第11期|3340-3353|共14页
作者
AOUINET Hana; DHAHRI Maher; SAFAEI Mohammad Reza; SAMMOUDA Habib; ANQI Ali E;
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作者单位

Higher Private School of Engineering and Applied Technology(IHE-ESPITA) Sousse Tunisia;

Laboratory of Energy and Materials(LabEM)(LR11ES34) High School of Sciences and Technology of Hammam Sousse Sousse University BP 4011 Hammam Sousse Tunisia;

Department of Medical Research China Medical University Hospital China Medical University Taiwan China;

Mechanical Engineering Department Faculty of Engineering King Abdulaziz University Jeddah Saudi Arabia;

Laboratory of Energy and Materials(LabEM)(LR11ES34) High School of Sciences and Technology of Hammam Sousse Sousse University BP 4011 Hammam Sousse Tunisia;

Department of Mechanical Engineering College of Engineering King Khalid University Abha 61421 Saudi Arabia;

Research Center for Advanced Materials Science(RCAMS) King Khalid University Abha Saudi Arabia;

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正文语种 chi
中图分类
关键词
湍流边界层; 纳米流体; 水动力流; 壁剪切应力; 湍流强度;

纳米流体在平板上的湍流边界层和流体流动分析

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