超疏水管束流动传热数值分析

为了研究超疏水表面的滑移特征对散热器管束的流动减阻及传热强化的影响,针对层流状态下滑移边界条件对二维圆柱表面的流动及传热特性影响进行了数值分析。基于ANSYS FLUENT18.0软件,利用有限元方法计算了雷诺数Re=120时,不同滑移长度下横掠二维圆柱的流场及温度场。圆柱表面采用了Navier模型来表征超疏水滑移现象。计算结果表明:圆柱表面综合传热性能是随着滑移长度增加而呈线性增加的趋势,而圆柱表面综合摩擦阻力是随着滑移长度增加而呈线性减小的趋势;圆柱表面附近速度边界层厚度是随着滑移长度增加而逐渐变薄,明显变薄的发生区域是在圆柱前驻点附近;圆柱表面局部摩擦性能是随着滑移长度的增加而在前驻点区域减小明显,在后驻点区域变化不明显,这也导致了相似的圆柱表面局部传热性能的变化。上述流动传热特性结果将为高效-紧凑型散热器的研究提供参考。