纳米流体在平板上的湍流边界层和流体流动分析

查看全文 作　　者：AOUINET [1]Hana;DHAHRI [2]Maher;SAFAEI Mohammad [3,4]Reza;SAMMOUDA [2]Habib;ANQI Ali [5,6]E.

机构地区：[1]Higher Private School of Engineering and Applied Technology(IHE-ESPITA),Sousse,Tunisia;[2]Laboratory of Energy and Materials(LabEM)(LR11ES34),High School of Sciences and Technology of Hammam Sousse,Sousse University,BP 4011,Hammam Sousse,Tunisia;[3]Department of Medical Research,China Medical University Hospital,China Medical University,Taiwan,China;[4]Mechanical Engineering Department,Faculty of Engineering,King Abdulaziz University,Jeddah,Saudi Arabia;[5]Department of Mechanical Engineering,College of Engineering,King Khalid University,Abha 61421,Saudi Arabia;[6]Research Center for Advanced Materials Science(RCAMS),King Khalid University,Abha,Saudi Arabia

出　　处：《Journal of Central South University》索引2021年第28卷第11期,共14页

基　　金：support he received through General Research Project under the grant number (R.G.P.2/138/42)。 摘　　要：对分别浸入3种纳米流体(ZnO-水,SiO_(2)-水,TiO_(2)-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。 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

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