螺旋弓形夹套中对翼涡发生器的换热性能分析及结构参数优化

为进行对翼涡发生器性能及结构参数优化研究,建立横截面圆心角度数为120°的螺旋弓形管夹套模型,通过数值模拟方法对分别安装有三角型对翼涡发生器(Delta contra wing vortex generator, DWP)、矩形对翼涡发生器(Rectangular contra wing vortex generator, RWP)和流线型对翼涡发生器(Streamlined contra wing vortex generator, SWP)的3种螺旋弓形夹套和未安装涡发生器的螺旋弓形夹套进行了对比研究。首先对安装有对翼涡发生器的夹套的强化换热机理进行分析,通过强化换热和阻力特性对比,利用综合评价因子评估了3种涡发生器的综合性能;其次对综合性能最好的三角型涡发生器的结构参数进行优化。结果表明:在圆心角度数为120°的螺旋弓形管夹套中,三角型涡发生器提高的换热效果最好,安装三角型和流线型涡发生器的螺旋弓形夹套具有更好的应用性;通过正交试验优化后的三角型对翼涡发生器最佳长度为32 mm、高度为8 mm、间距为40 mm,来流端展开角度为120°。研究结果可为实际工程中涡发生器的设计与选用提供一定的依据。