張穎莉　種道彤　劉繼平　嚴(yán)俊杰

摘要：針對(duì)方管內(nèi)空氣混合對(duì)流時(shí)的流固耦合換熱問題，提出將壁面導(dǎo)熱作為邊界條件進(jìn)行處理的壁面導(dǎo)熱與流動(dòng)耦合簡化計(jì)算方法，推導(dǎo)了計(jì)算公式，并采用SIMPLER算法進(jìn)行了數(shù)值模擬，算法忽略壁面沿厚度方向的導(dǎo)熱，假設(shè)管壁溫度沿軸向一維分布，采用熱量平衡法建立邊界單元的能量守恒方程，將固體區(qū)域的導(dǎo)熱簡化為流體區(qū)域的邊界條件，以提高計(jì)算的精度和可靠性，計(jì)算結(jié)果表明，受二次流影響，沿通道周向熱量從加熱面同時(shí)沿順時(shí)針和逆時(shí)針方向迅速向兩邊傳遞，各壁面最大溫差小于0.5℃，在軸向歸一化長度為2～4時(shí)壁面軸向?qū)釤崃髅芏瘸霈F(xiàn)最值，平均Nusselt數(shù)Nu_m隨Reynolds數(shù)Re及方管傾斜角度θ的增大而增大，最優(yōu)傾角在－30°和0°之間變化，但當(dāng)尺e>1500時(shí)，Nu_m隨θ的變化近似保持不變，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好，最大偏差小于±28，7％。

關(guān)鍵詞：流固耦合換熱；混合對(duì)流；數(shù)值模擬；壁面導(dǎo)熱；耦合計(jì)算