利用Keller-Box方法对不同轮廓的移动销式鳍片进行效率优化

《Heat Transfer》：Efficiency Optimization of Moving Pin Fins of Different Profiles by Keller-Box Method

　　

摘要

我们研究了具有对流和辐射效应的热传递过程，这些效应作用于连续移动的、完全湿润的、具有不同形状的鳍片上，具体包括圆柱形、凸抛物线形、圆锥形和凹抛物线形的鳍片，这些鳍片的曲率程度各不相同。$$b$$。Keller-box方法能够高效求解带有绝热尖端条件的高非线性方程，并通过谱拟线性化方法进一步验证了所得结果。随着曲率参数的增加，热分布得到改善，直到达到一个阈值（在$$?=?0.66127时，热分布开始减弱。随着Peclet数的增加（$$），体积调整后的基础热传递率下降在凸形鳍片中比在凹形鳍片中更为显著。我们确定了曲率参数的临界值（$$），在该临界值下效率达到最大，并且其效率依赖于流体相对于鳍片的相对速度（$$?=?2.15），在$$?=?0时，$$?=?0.9216时，$$?=?3时，$$?=?0.2598时）。与传统的观点相反，我们证明了在强制对流开始的情况下（），凸抛物线形状的鳍片（）的效率可以高于圆锥形（）和凹抛物线形状的鳍片（）。这为我们通过控制强制对流来达到固定结构的最佳效率，或者等效地，通过设计具有特定曲率的结构来在固定相对速度下实现最佳效率提供了可能。指数、对流、辐射和湿润参数都会对鳍片的效率产生负面影响。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向相应作者提出合理请求后获得。