【摘 要】
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采用带真实气体效应的连续介质模型，考虑热化学非平衡气体效应的影响，建立了求解高超声速非平衡流动的模型和数值计算方法。对平衡气体模型和热化学非平衡气体模型在吸气式高超声速飞行器气动热数值模拟研究中的应用进行了比较分析，并引入St数研究了壁面催化对化学非平衡过程的影响。结果表明，X-43A F2 中S-1、S-3阶段非平衡气体的效应较弱，开展与温度场相关的研究可以采用平衡气体模型；S-2阶段热化学非平
【机 构】
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东南大学能源与环境学院，南京 210096 东南大学能源与环境学院，南京 210096 东南大学空
【出 处】
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中国工程热物理学会传热传质学2009年学术会议
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采用带真实气体效应的连续介质模型，考虑热化学非平衡气体效应的影响，建立了求解高超声速非平衡流动的模型和数值计算方法。对平衡气体模型和热化学非平衡气体模型在吸气式高超声速飞行器气动热数值模拟研究中的应用进行了比较分析，并引入St数研究了壁面催化对化学非平衡过程的影响。结果表明，X-43A F2 中S-1、S-3阶段非平衡气体的效应较弱，开展与温度场相关的研究可以采用平衡气体模型；S-2阶段热化学非平衡气体的效应相对明显，在该阶段采用非平衡气体模型研究温度场将更加合理；与非催化壁面相比，壁面催化使得传热增强，减少壁面催化可以有效地减少传热。
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本文运用数值计算的方法，以空气为流动介质，研究了圆管内核心流分段填充多孔介质在充分发展的层流区的换热及流动综合性能。结果表明，在圆管内分段填充金属多孔介质可以有效提高换热与流动的综合性能，在低Re数范围（Re=250-750）内，其PEC值随Re数的增大呈现迅速增大的趋势，而在高Re数范围（Re=750-2000）内，其PEC值随着Re数的增大迅速减小。但整体PEC均要大于1，这说明分段填充金属多
分析了纤毛肋强化管内传热与流动过程，在局部非热力学平衡的条件下，采用双方程多孔介质模型对其进行数值模拟。获得了截面流动速度分布，截面温度分布，以及换热强化效果随雷诺数，填充率，固流体之间的导热系数比以及纤毛直径的变化，并分析了这些因素对换热强化效果的影响。结果表明，纤毛肋作为一种传热强化手段是非常有效，它既可以强化主题流动区的换热，又可以强化边界区的换热，主要的原因是纤毛肋的存在使流动在截面上更加
本文在折流杆换热器的基础上，采用数值计算的方法，对不同折流杆杆型与间隔组合的折流杆式换热器进行流动与传热特性的分析。结果表明，折流杆杆型为椭圆杆，折流杆间隔为120mm时，综合性能最好。
本文建立了全玻璃真空太阳能集热管的CFD模型，通过对热损测试状态和闷晒状态下全玻璃真空管内流场的计算流体力学模拟，研究了管内的对流换热过程。从计算结果看出，本文采用的计算模型和计算方法能很好模拟全玻璃真空太阳能集热管内的流动，计算结果与实验结果相一致，本文工作为进一步开展全玻璃真空管热水器的流动以及太阳能热水器的三维数值模拟奠定了基础，为太阳能膜蒸馏热端加热系统数值模拟奠定基础。
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