非定常冲击射流对传热强化和流动的影响研究

射流冲击是一种高效的强化传热方式，通过各种流动控制技术强化冲击换热是传热传质的重要研究方向之一。鉴于以往的研究多为稳定的射流冲击，本项目则研究不稳定射流冲击下的传热与流动问题。由两种方式产生非定常的射流：一种是基于流体柯恩达效应，使流体自激励而产生近似于周期性的旋进射流，通过变化喷嘴的出入口形状、结构、尺寸等参数改变旋进冲击射流，并利用CFD技术对流场进行数值模拟，加深对旋进射流运动规律的认识；另一种周期性的非定常射流是通过一个特殊的质量流量控制装置产生的，可通过改变波形、振幅、周期等参数得到各种不同的非定常射流。流场主要用PIV测量，同时利用热线对非定常射流速度的时间序列进行测量，并作功率谱分析。通过系统性地研究非定常射流的冲击换热，并与相应的稳定射流冲击作比较，探讨非定常射流能否更有效地强化传热以及哪种形式、在什么参数下强化传热效果最为有效，并结合流场研究探索传热强化的机理问题。