多管阵列流致振动特性的大涡模拟
热交换器介质在管束周围形成的流致振动同腐蚀性杂质合并作用将给管束结构完整性带来损伤破坏，最终令设备失效.前人采用实验研究、数值模拟等手段开展了大量分析，但针对三维管阵在役工况下的研究相对较少.为得到更为精确的分析结果，针对近壁面区域绕流特征采用大涡模拟方法分别以无量纲因子间隙流速1.8～2.4等四种不同边界条件，对黏性、瞬态、不可压缩N-S方程展开CFD数值分析，研究多管阵列结构的流致振动特征.结果显示，随着来流速度的升高，管束流阻特征会发生显著变化，其中最明显的就是漩涡脱落频率的上升和随机性的增大.同时，结合瞬时流线的变化讨论了流场升力系数变化与流态间的相互关系：当来间隙流速达到2.2以上时管束流致振动频率将变得更高，流体振动的随机性将更强，而介质流态将变得更复杂；而当间隙流速达到2.4时漩涡脱落频率将接近或达到管束固有频率，存在较高流致振动损伤可能.
热交换器 流致振动 大涡模拟 间隙流速 流阻特征 漩涡脱落
余进 陈炜 艾志斌 任日菊 董杰
合肥通用机械研究院有限公司,安徽合肥 230031
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2021-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）