旋转通道中低马赫数层流压缩特性的研究
摘要：高速旋转通道中观察到明显的压缩效应，与不可压缩流相比，导致了不同的流动特性。本研究采用基于简单算法的有限体积法，在正交均匀网格上求解旋转通道内低速可压缩层流的流动。所处理的控制方程包括完整的Navier-Stokes方程和能量方程。与静止通道相反，旋转通道内的流动变化主要受到离心力的压缩效应和流体在流向法线截面内的可压缩性的影响。第一个效应涉及由于离心力而导致的速度降低，从而在沿着流动方向的惯性力与科里奥利力之间增加了科里奥利力的影响。这种轴向变化趋势与旋转速度的增加密切相关。第二个效应来自于马赫数和科里奥利压缩的增加，导致截面内的密度差异很小。强离心力产生显著的离心附加力（浮力）。因此，在相同的局部旋转数下，主流的速度剖面经历了显著的变化。此外，较高的马赫数对壁面剪切应力有显著影响，主要是对领先侧的影响明显。例如，在截面Ro = 0.6和Ma = 0.035时，领先侧的无量纲剪切应力下降了13\%。此外，尽管马赫数的增加对截面的二次流结构影响较小，但主流速度剖面的变化会影响二次流强度，导致峰值速度增加并向追踪侧移动。
作者：Junxin Che and Ruquan You and Wenbin Chen and Haiwang Li
论文ID：2308.08225
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-17