一种适用于复杂结构管翅式换热器传热性能分析的高效数值方法

• 作者: 王烨 何腾 赵兴杰 鲁红钰 王瑞君 王良璧 夏昕彤
• 来源期刊: 应用基础与工程科学学报
• 关键词: 扁管管翅式换热器 涡产生器 强化传热 特征正交分解 流场 温度场 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 页码范围: 761-773
• 页数: 13页
• 分类号: TK123
• 语种: 中文
• DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2021.03.020

摘要

特征正交分解POD(Proper orthogonal decomposition)低阶模型是一种对物理问题的高保真加速技术,被广泛应用于工程实际.本文针对带涡产生器的扁管管翅式换热器这一复杂结构中流动与传热特性问题,构建了适用于求解该类问题的POD低阶模型.采用SVD(Singular Value Decomposition)方法从样本中提取基函数,将基函数与谱系数结合,探究空气侧雷诺数、翅片间距、横向管间距这3种参数变化下传热单元的温度场和速度场.研究结果表明:POD方法对于复杂结构的多变量稳态问题是适用的,重构温度场的平均相对误差最大值为0.0047％,重构速度场的平均相对误差最大值为0.036％.而且,POD方法不仅计算精度高,在计算速度上也平均高达SIMPLE算法的556倍.本文POD方法在扁管管翅式换热器传热特性方面的研究尝试,拓展了该方法的工程应用范围,对于提高复杂结构换热器数值设计效率有一定的理论参考价值.