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液态金属作为堆芯冷却剂被广泛应用在快中子核反应堆和加速器次临界核反应堆中,本文主要研究液态金属流体的湍流流动换热特性。通过大涡数值模拟方法,对液态金属流体在环形管道内的流动换热进行数值模拟,获得湍流传热过程中的平均温度、脉动温度、湍流热通量及湍流普朗特数Prt等物理量。并与普通流体(分子普朗特数为Pr=1.0.Pr=0.4)的湍流流动换热进行对比,研究液态金属流体(分子普朗特数为Pr=0.026.Pr=0.01)的湍流流动换热特性。由于液态金属流体的低分子普朗特数,液态金属在湍流流动换热中,分子热传导在流动换热中占主导地位,湍流传热的作用十分小；且在靠近壁面的无量纲温度曲线分布会出现线性区延长、对数区消失的现象。与普通流体相比,液态金属流体的温度脉动、湍流热通量变小且趋于平缓。在液态金属的流动换热过程中,随着雷诺数的减小,其无量纲温度曲线分布的线性区会扩大：而其温度脉动仅仅是数值上变小,峰值位置不变。此外,随着液态金属的雷诺数的变小,液态金属的湍流热通量曲线分布变小且趋于平缓。不同于普通流体的湍流普朗特数在1附近,液态金属的湍流普朗克大于1,且液态金属的湍流普朗特数对其分子普朗特数十分敏感。随着液态金属的贝克莱数的变小,液态金属的湍流普朗特数变大。此外,液态金属的湍流普朗特数会随着其流道结构的变化而变化。而液态金属在环形管道内的湍流流动换热的另外一个参数：努塞尔数,会随着其流动的贝克莱数的变小而变小。根据大涡数值模拟的结果,本文还对液态金属湍流换热的雷诺平均方法进行研究。结果表明,在本文采用的四个湍流模型中,standard k=ω模型可以较为精确地对液态金属流体进行模拟。在使用雷诺平均方法模拟液态金属流体湍流换热模拟时,湍流普朗特数模型对计算结果有重要的影响。研究表明,采用湍流普朗特数Prt=1.0和Kay的湍流普朗特数模型,对液态金属在环形管道内的湍流流动换热进行雷诺平均数值模拟时,其结果均有较大的误差,需要发展新的湍流普朗特数模型。