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Numerical Study of Turbulent Periodic Flow and Heat Transfer in a Square Channel with Different Ribs 被引量:1
1
作者 Ahmed M. Bagabir Jabril A. Khamaj Ahmed S. Hassan 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2013年第6期65-73,共9页
A numerical investigation has been carried out to examine turbulent flow and heat transfer characteristics in a three-dimensional ribbed square channels. Fluent 6.3 CFD code has been used. The governing equations are ... A numerical investigation has been carried out to examine turbulent flow and heat transfer characteristics in a three-dimensional ribbed square channels. Fluent 6.3 CFD code has been used. The governing equations are discretized by the second order upwind differencing scheme, decoupling with the SIMPLE (semi-implicit method for pressure linked equations) algorithm and are solved using a finite volume approach. The fluid flow and heat transfer characteristics are presented for the Reynolds numbers based on the channel hydraulic diameter ranging from 104 to 4 ′ 104. The effects of rib shape and orientation on heat transfer and pressure drop in the channel are investigated for six different rib configurations. Rib arrays of 45° inclined and 45° V-shaped are mounted in inline and staggered arrangements on the lower and upper walls of the channel. In addition, the performance of these ribs is also compared with the 90° transverse ribs. 展开更多
关键词 ribs SQUARE CHANNEL Heat Transfer Numerical Simulation turbulENT FLOW PERIODIC FLOW
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Experimental and Numerical Study on Heat Transfer Enhancement of a Rectangular Channel with Discontinuous Crossed Ribs and Grooves 被引量:4
2
作者 唐新宜 朱冬生 《Chinese Journal of Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第2期220-230,共11页
Experimental and numerical investigations have been conducted to study turbulent flow of water and heat transfer characteristics in a rectangular channel with discontinuous crossed ribs and grooves.The tests investiga... Experimental and numerical investigations have been conducted to study turbulent flow of water and heat transfer characteristics in a rectangular channel with discontinuous crossed ribs and grooves.The tests investigated the overall heat transfer performance and friction factor in ribbed and ribbed-grooved channels with rib angle of 30°.The experimental results show that the overall thermo-hydraulic performance for ribbed-grooved channel is increased by 10%-13.6% when compared to ribbed channel.The investigation on the effects of different rib angles and rib pitches on heat transfer characteristics and friction factor in ribbed-grooved channel was carried out using Fluent with SST(shear-stress transport) k-ω turbulence model.The numerical results indicate that the case for rib angle of 45° shows the best overall thermo-hydraulic performance,about 18%-36% higher than the case for rib angle of 0°.In addition,the flow patterns and local heat transfer characteristics for ribbed and ribbed-grooved channels based on the numerical simulation were also analyzed to reveal the mechanism of heat transfer enhancement. 展开更多
关键词 heat transfer enhancement rib GROOVE rectangular channel turbulent flow
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特征紊流对桥梁断面抖振力贡献的力谱移植法
3
作者 周豪威 张志田 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期306-314,共9页
为研究特征紊流对钝体断面抖振力的贡献,以双边肋桥梁断面为例,基于计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟计算了均匀流场以及四种不同紊流场中的气动力,研究了不同风场条件下特征紊流对气动力的影响。提出特征紊流... 为研究特征紊流对钝体断面抖振力的贡献,以双边肋桥梁断面为例,基于计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟计算了均匀流场以及四种不同紊流场中的气动力,研究了不同风场条件下特征紊流对气动力的影响。提出特征紊流气动力谱移植法,得到考虑特征紊流影响的准定常理论气动升力谱。在此基础上,以节段模型为例对比研究了特征紊流对抖振响应的贡献。结果表明,特征紊流会使得气动力谱呈现出不同影响程度的波峰,造成的抖振响应高于准定常理论值;随着风场中紊流度的增大,特征紊流效应逐步减弱直至最后消失。 展开更多
关键词 计算流体力学(CFD) 双边肋断面 特征紊流 谱移植法 抖振
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具有Riblets边界面的粘弹性流体速度分布的实验研究
4
作者 马吉明 吴保生 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期17-20,27,共5页
利用激光测速手段研究了明槽中Riblets边界上粘弹性流体流动的速度分布。实验证实 ,粘弹性流动在具有三角形的Riblets底边界时 ,其粘性底层与紊流核心区内的时均速度分布与窦国仁[1 ] 提出的粘弹性流体速度分布的理论公式很接近。在过渡... 利用激光测速手段研究了明槽中Riblets边界上粘弹性流体流动的速度分布。实验证实 ,粘弹性流动在具有三角形的Riblets底边界时 ,其粘性底层与紊流核心区内的时均速度分布与窦国仁[1 ] 提出的粘弹性流体速度分布的理论公式很接近。在过渡区 ,时均速度的理论值与实测值存在着一定程度的差别 ,这反映了Riblets的影响。根据试验值 ,文中用试错法对窦氏公式予以修正 ,用其表述在具有Riblets底边界时的粘弹性流动的时均速度分布。对于脉动速度 ,实验表明其最大强度出现在过渡区 ,且该区域较之具有光滑壁面的清水流动的范围为宽。实验还显示 ,Riblets底边界存在的情况下 ,脉动速度与窦氏理论值是很接近的。 展开更多
关键词 紊流 riblets边界面 粘弹性流体 速度分布
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A TVD SCHEME FOR INCOMPRESSIBLE FLOW COUPLED WITH DIFFERENT TURBULENCE MODLES ON A GROUND-MOUNTED SQUARE-RIB FLOW 被引量:1
5
作者 WANG Jia-song HUANG Zhen 《Journal of Hydrodynamics》 SCIE EI CSCD 2007年第6期743-750,共8页
A finite-difference Total Variation Diminishing (TVD) numerical simulation model for coupling the Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, pressure-relative continuity equation and various k-εturbulence ... A finite-difference Total Variation Diminishing (TVD) numerical simulation model for coupling the Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, pressure-relative continuity equation and various k-εturbulence models was developed to solve the incompressible flow based on the pseudo-compressibility method. The hyperbolicity of all these equations was studied and the discretization of the fully coupling equations with all the primal variables and source terms were made in this article. Numerical simulation for modeling the flow around a ground-mounted square rib was implemented and validated by comparing with the published wind tunnel experimental data. It is shown that such a numerical simulation method with a proper turbulence model has a very good accuracy to simulate the flow around a surface-mounted rib. It is concluded that the Renormalization Group (RNG) and Chen-Kim k-εturbulence models have much better ability to predict the characteristics of the vortex structure and flow separation than the standard k-εmodel. 展开更多
关键词 Total Variation Diminishing (TVD) scheme Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) turbulence models square rib pseudo-compressibility method
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内螺纹管湍流特性的数值模拟
6
作者 张定才 马静云 +2 位作者 梁冰 王长通 黄军亚 《中原工学院学报》 CAS 2023年第4期51-58,共8页
采用数值模拟方法,对不同工况下内螺纹管的湍流特性进行了分析。通过设置不同螺旋角、不同流速、不同肋高和不同肋条数等内螺纹管参数,对不同工况下的流动阻力和阻力系数进行比较,探讨了各参数对流动阻力和阻力系数的影响。研究结果表明... 采用数值模拟方法,对不同工况下内螺纹管的湍流特性进行了分析。通过设置不同螺旋角、不同流速、不同肋高和不同肋条数等内螺纹管参数,对不同工况下的流动阻力和阻力系数进行比较,探讨了各参数对流动阻力和阻力系数的影响。研究结果表明,雷诺数和内螺纹管参数对内螺纹管阻力特性的影响显著;采用数值模拟方法可揭示内螺纹管的湍流特性,为内螺纹管的设计和优化提供参考。 展开更多
关键词 内螺纹管 阻力特性 湍流特性 数值模拟 强化传热
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带肋壁与出流孔内流通道中肋角度对流量系数的影响 被引量:22
7
作者 裘云 朱惠人 +1 位作者 倪萌 刘松龄 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期235-238,共4页
在根据相似理论放大的模型上,测量了带肋壁与出流孔内流通道中沿主流流向分布的各出流孔的流量系数Cd。实验在内流通道进口雷诺数为40000~80000,通道总出流比为0.30~0.60的范围内进行,重点分析了肋角度、内流通道进口雷诺数Re和通道... 在根据相似理论放大的模型上,测量了带肋壁与出流孔内流通道中沿主流流向分布的各出流孔的流量系数Cd。实验在内流通道进口雷诺数为40000~80000,通道总出流比为0.30~0.60的范围内进行,重点分析了肋角度、内流通道进口雷诺数Re和通道总出流比SR对Cd的影响规律。结果显示:在本实验的工况范围内,沿内流通道布置的各出流孔Cd的变化幅度不大,在中后部略有上升;在相同流动状况下,Cd随肋角度的增大而增大,在120°时达到最大值;通道进口雷诺数和通道总出流比对Cd的影响都不显著。 展开更多
关键词 带肋壁 出流孔 内流通道 肋角度 流量系数 影响
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带肋和双排出流孔通道的流动特性 被引量:5
8
作者 郭涛 朱惠人 +1 位作者 李广超 许都纯 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期399-402,共4页
研究了通道进口雷诺数和总出流比对带肋和双排出流孔通道流量系数和压力分布的影响。实验研究的通道入口雷诺数为3×10^4~1.5×10^5,通道总出流比为0.09~0.22。结果表明:通道总出流比较小时,流量系数沿流向减小。通道进口雷... 研究了通道进口雷诺数和总出流比对带肋和双排出流孔通道流量系数和压力分布的影响。实验研究的通道入口雷诺数为3×10^4~1.5×10^5,通道总出流比为0.09~0.22。结果表明:通道总出流比较小时,流量系数沿流向减小。通道进口雷诺数增加,流量系数先增加,之后基本不变;通道总出流比较大时,流量系数基本不变;各工况下总压系数沿流向依次经历迅速减小、基本不变、继续减小的过程;沿流向各位置上的总压系数在通道进口雷诺数为6×10^4~9×10^4时最小;出流比增大,沿流向各位置上的总压系数随之增大。 展开更多
关键词 涡轮叶片 肋^4 出流孔^4 流量系数 压力分布
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带肋和气膜孔内冷通道换热机理研究 被引量:4
9
作者 李广超 朱惠人 郭涛 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期505-509,共5页
采用SST k-ω紊流模型,求解三维N-S方程,对带90°肋和气膜孔的矩形通道在入口雷诺数为5×104,气膜孔总出流比为0.22、0.14、0.09和0时进行了换热特性的数值模拟。分析了扰流肋和气膜孔出流使换热增强的机理。结果表明,带肋和气... 采用SST k-ω紊流模型,求解三维N-S方程,对带90°肋和气膜孔的矩形通道在入口雷诺数为5×104,气膜孔总出流比为0.22、0.14、0.09和0时进行了换热特性的数值模拟。分析了扰流肋和气膜孔出流使换热增强的机理。结果表明,带肋和气膜孔的通道流场非常复杂,肋和气膜孔出流都会使换热增强。单独带气膜孔的通道,气膜孔出流对上游边界层有抽吸作用,使边界层变薄,导致气膜孔上游区域换热增强;抽吸同时使上游流体发生向下的弯转,冲击气膜孔下游表面,导致气膜孔下游区域换热增强;单独带肋的通道,肋的扰流使换热显著增强;同时带肋和气膜孔的通道,肋是换热强化的主要因素,气膜孔的出流对换热影响较小。 展开更多
关键词 内冷通道 换热 气膜孔
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带肋壁与气膜孔内流通道中肋高度对流量系数的影响 被引量:10
10
作者 倪萌 朱惠人 +1 位作者 裘云 刘松龄 《燃气轮机技术》 北大核心 2004年第2期30-34,共5页
在根据相似理论放大的模型上,测量了同时带肋壁与气膜孔内流通道中沿主流流向分布的各气膜孔的流量系数Cd。实验在内流通道进口雷诺数Re为20000~80000,通道总出流比SR为0 30~0 60,肋截面高宽比h/e为1 0和2 0以及肋角为60°的范围... 在根据相似理论放大的模型上,测量了同时带肋壁与气膜孔内流通道中沿主流流向分布的各气膜孔的流量系数Cd。实验在内流通道进口雷诺数Re为20000~80000,通道总出流比SR为0 30~0 60,肋截面高宽比h/e为1 0和2 0以及肋角为60°的范围内进行,重点分析了肋高度对Cd的影响规律,并且进行了相应的数值模拟研究。结果显示:在低进口雷诺数Re(20000)和低通道总出流比SR(0 3),沿内流通道布置的各出流孔Cd通道前半部是上升的,在第五对孔时达到最大值,然后又沿通道而下降;在相同流动状况下,随肋高度的增大,肋所诱导的二次流强度增大,对带60°肋的通道而言,气膜孔流量系数降低。 展开更多
关键词 涡轮叶片 内流通道 出流孔 流量系数
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螺旋型表面强化管现状与进展 被引量:5
11
作者 赵欣 王瑞君 姚仲鹏 《石油化工设备》 CAS 2001年第3期38-41,共4页
对螺旋槽管、螺旋内肋管和异型螺旋槽管等螺旋型表面强化管的研究进展和试验结果作了评述 。
关键词 螺旋槽管 螺旋内肋管 紊流 数值分析 换热器 螺旋型表面强化管
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肋角度对矩形带肋通道蒸汽流动和换热特性的影响 被引量:1
12
作者 徐亮 税琳棋 +1 位作者 张帅 高建民 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2014年第8期883-886,共4页
在带肋单通道蒸汽强化换热试验研究的基础上,采用SSG雷诺应力湍流模型,求解了三维定常雷诺平均Navier-Stokes方程,对30°、45°、60°和90°4种带肋通道进行了蒸汽流动的数值计算,同时研究了雷诺数对矩形带肋通道中冷... 在带肋单通道蒸汽强化换热试验研究的基础上,采用SSG雷诺应力湍流模型,求解了三维定常雷诺平均Navier-Stokes方程,对30°、45°、60°和90°4种带肋通道进行了蒸汽流动的数值计算,同时研究了雷诺数对矩形带肋通道中冷却气体的流动和传热特性的影响,并比较分析了不同肋角度下带肋通道的流动和传热特性。结果表明:斜置肋片能有效提高带肋通道的换热效果,同时也将带来很大的流动阻力;与90°带肋通道相比,60°、45°和30°带肋通道的热力系数分别增加了约29.3%、24.6%和20.9%,就综合热力性能来说,60°带肋通道是最好的结构形式。 展开更多
关键词 动力机械工程 带肋通道 蒸汽冷却 扰流肋片 肋角度
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生产400 MPa带肋钢筋用强制冷却器的研究 被引量:2
13
作者 胡林 宋立国 +2 位作者 高朋 孟祥利 胡小东 《轧钢》 2003年第3期4-6,共3页
为了满足生产400MPaⅢ级钢筋的需要,对直喷式和湍流式冷却器进行了研究,通过水冷试验和实验室模拟,得出后者冷却强度是前者的1 8倍。同时介绍了2个应用强制水冷器的实例。
关键词 400MPa 带肋钢筋 控制冷却 湍流 冷却器
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涡轮叶片内流冷却通道中压力系数的研究 被引量:4
14
作者 倪萌 朱惠人 +2 位作者 裘云 许都纯 刘松龄 《燃气轮机技术》 北大核心 2004年第4期41-47,共7页
本文根据相似理论,采用几何放大的模型,在流动相似的条件下,详细研究了涡轮叶片内流冷却通道在同时带肋和气膜孔出流的情况下,各流动参数、几何参数对压力系数的影响。实验在内流通道进口雷诺数为20000-80000,通道总出流比为0.3,0.45和... 本文根据相似理论,采用几何放大的模型,在流动相似的条件下,详细研究了涡轮叶片内流冷却通道在同时带肋和气膜孔出流的情况下,各流动参数、几何参数对压力系数的影响。实验在内流通道进口雷诺数为20000-80000,通道总出流比为0.3,0.45和0.6的范围内,肋高/宽比分别为1.0和2.0,肋角度分别为45°,60°,90°和120°,不同的肋与气膜孔相对位置,以及不同的通道截面形状的条件下进行。结果显示,同时带肋和气膜孔出流的内流通道中压力系数受气膜孔出流的影响很大,肋的存在也改变了内流通道的流动结构,影响了压力系数的分布,此外,通道的截面形状也是压力系数的重要影响因素之一。文章的结果对于涡轮叶片内流冷却通道的设计具有参考意义。 展开更多
关键词 涡轮叶片 内流冷却 压力系数 气膜孔
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V型肋片直冷却通道内流动与传热的数值研究 被引量:1
15
作者 张艾萍 毕帅 +3 位作者 付磊 陈德 卢贺 沈忠良 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2015年第1期25-29,共5页
采用结构化六面体网格和k-ε湍流模型求解三维N-S方程,对内置不同肋间距与肋高比V型扰流肋片的直冷却通道,在入口雷诺数为20 000时的流动与换热特性进行数值模拟,分析了不同肋间距与肋高比对肋间壁面换热效果和流动损失的影响,并对肋间... 采用结构化六面体网格和k-ε湍流模型求解三维N-S方程,对内置不同肋间距与肋高比V型扰流肋片的直冷却通道,在入口雷诺数为20 000时的流动与换热特性进行数值模拟,分析了不同肋间距与肋高比对肋间壁面换热效果和流动损失的影响,并对肋间距与肋高比进行了全局寻优。结果表明,带肋直冷却通道的整体换热效果和综合冷却效率,分别和肋间距与肋高比呈近似函数关系,肋间距与肋高比为7.93时通道整体换热效果最好,为5.2时通道综合冷却效率最佳。 展开更多
关键词 燃气轮机 涡轮叶片 冷却 扰流肋 肋间距与肋高比 全局寻优
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抽水蓄能电站岔管水力特性数值模拟 被引量:6
16
作者 高学平 李妍 +1 位作者 王建华 何敏 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2012年第4期41-44,共4页
在计算方法的可靠性得到模型试验结果验证的基础上,以某抽水蓄能电站月牙肋岔管为研究对象,利用紊流模型对其水力特性进行数值模拟,分析了肋宽比、分流比及弯管段转弯半径对岔管水头损失及流态的影响。
关键词 岔管 水头损失 流态 肋宽比 分流比 弯管段 K-Ε紊流模型
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水流绕过二维方形障碍物的湍流数值模拟(英文) 被引量:1
17
作者 刘百仓 马军 +2 位作者 黄社华 钱忠东 陈文学 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 2008年第6期879-890,共12页
采用了混合有限分析求解方法对湍流绕过二维方形障碍物进行了数值模拟,模拟雷诺应力项时采用了布辛涅斯克假定.采用了k-ε双层模型进行计算,通过与文献中的实验结果及数值计算结果的比较验证了本计算方法的有效性.模拟结果表明k-ε双层... 采用了混合有限分析求解方法对湍流绕过二维方形障碍物进行了数值模拟,模拟雷诺应力项时采用了布辛涅斯克假定.采用了k-ε双层模型进行计算,通过与文献中的实验结果及数值计算结果的比较验证了本计算方法的有效性.模拟结果表明k-ε双层模型较壁面函数法预测湍流绕过方形障碍物时更为准确;障碍物高度及流动条件不变时(Re=1.4×104,H=1.0),随着方形障碍物长度的变化,障碍物上游的旋涡Ⅰ的长度基本上没有变化,而在障碍物的下游当L/H≥4时旋涡Ⅱ的长度也基本上保持不变. 展开更多
关键词 混合有限分析法 双层模型 湍流 壁面函数法 方形障碍物
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带肋的内流通道中气膜孔流量系数的研究 被引量:12
18
作者 倪萌 朱惠人 +1 位作者 裘云 刘松龄 《燃气涡轮试验与研究》 2004年第1期24-28,共5页
在根据相似理论放大的模型上,测量了带60°肋壁的内流通道中沿主流流向分布的各气膜孔的流量系数(Cd)。实验在内流通道进口雷诺数为20000~80000、通道总出流比为0.30~0.60的范围内进行,重点分析了带60°肋壁和不带肋的内流通... 在根据相似理论放大的模型上,测量了带60°肋壁的内流通道中沿主流流向分布的各气膜孔的流量系数(Cd)。实验在内流通道进口雷诺数为20000~80000、通道总出流比为0.30~0.60的范围内进行,重点分析了带60°肋壁和不带肋的内流通道中来流雷诺数和总出流比对Cd的影响规律,分析了肋对气膜孔流量系数的影响,并且进行了相应的数值模拟研究。为涡轮叶片的冷却结构设计提供了依据。 展开更多
关键词 航空发动机 气膜孔 流量系数 内流通道 涡轮叶片 冷却技术 实验装置
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二维凸肋通道中湍流动量与对流换热协同关系的分析
19
作者 陈颖 邓先和 +1 位作者 王杨君 李志武 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期36-41,共6页
用数值计算的方法模拟了二维凸肋通道的流场和温度场 ,考察了不同肋高时充分发展湍流流动的热边界层中流体的温度梯度矢量与速度夹角对换热的影响 ,分析了二维加肋通道流的传热强化机理 ,提出了通过改变边界层来控制出纳感协同的方法 。
关键词 凸肋 湍流流动 数值模拟 场协同
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涡轮工作叶片内冷通道换热特性数值模拟
20
作者 李广超 朱惠人 郭涛 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第9期80-82,共3页
采用非结构化网格和SST紊流模型,求解三维N-S方程,对带90°肋和气膜孔的矩形通道在入口雷诺数60000,罗斯贝数0.11,气膜孔总出流比为0.22时的三维流场进行了数值模拟。分析了通道旋转和静止时各个面的换热变化规律。结果表明,通道静... 采用非结构化网格和SST紊流模型,求解三维N-S方程,对带90°肋和气膜孔的矩形通道在入口雷诺数60000,罗斯贝数0.11,气膜孔总出流比为0.22时的三维流场进行了数值模拟。分析了通道旋转和静止时各个面的换热变化规律。结果表明,通道静止时,不但布置了粗糙肋的上、下壁面换热得到了增强,光滑的侧壁换热同样获得了增强;通道旋转时流场更加复杂,旋转所产生的二次流动使各个壁面的换热进一步增强。 展开更多
关键词 紊流模型 传热 气膜孔 数值模拟 旋转
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