Simulación Numérica Directa del Flujo y la Transferencia de Calor en un Pasaje de Palas de Compresor a Través de un Rango de Números de Reynolds
Autores: Liu, Yang; Zhao, Chenchen; Zhou, Lei; Wang, Duo; Xu, Hongyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Simulación Numérica Directa del Flujo y la Transferencia de Calor en un Pasaje de Palas de Compresor a Través de un Rango de Números de Reynolds
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Simulación numérica directa
Flujo
Transferencia de calor
Paso de palas de compresor
Números de Reynolds
Estructuras vórtices turbulentas
Tamaño de burbuja de separación
Ubicación de transición
Comportamiento de reatachamiento
Características de transferencia de calor en la pared
Superficie de presión
Superficies de succión
Número de Nusselt
Mezcla turbulenta
Mezcla de fluidos cerca de la pared
Transporte de momento
Transporte de calor
Estructuras vórtices
Eficiencia de transferencia de calor por convección
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio emplea Simulación Numérica Directa (DNS) para investigar las características de flujo y transferencia de calor en un pasaje de palas de compresor a cinco números de Reynolds. Se aplica un método reciente basado en la reconstrucción de velocidad inercial local para definir y calcular parámetros de la capa límite, mientras que se utiliza el método de identificación de vórtices Rortex para analizar estructuras vórtices turbulentas. Los resultados indican que afecta significativamente el tamaño de la burbuja de separación, la ubicación de transición y el comportamiento de reatachamiento, alterando así las características de transferencia de calor en la pared. En la superficie de presión, se observan separación y transición temprana a números de Reynolds más altos, con el número de Nusselt permaneciendo alto después de la transición. En las superficies de succión, la separación ocurre de tal manera que la separación a gran escala a números de Reynolds bajos reduce el número de Nusselt, mientras que el reatachamiento combinado con mezcla turbulenta a números de Reynolds altos aumenta significativamente el número de Nusselt. Las estructuras vórtices turbulentas mejoran la mezcla de fluidos cerca de la pared a través de eventos de eyección e barrido inducidos, promoviendo así el transporte de momento y calor. A medida que aumenta el número de Reynolds, las estructuras vórtices se vuelven más densas con escalas reducidas y los picos en el flujo de calor se acercan más a la pared, mejorando así la eficiencia de transferencia de calor por convección.
Descripción
Este estudio emplea Simulación Numérica Directa (DNS) para investigar las características de flujo y transferencia de calor en un pasaje de palas de compresor a cinco números de Reynolds. Se aplica un método reciente basado en la reconstrucción de velocidad inercial local para definir y calcular parámetros de la capa límite, mientras que se utiliza el método de identificación de vórtices Rortex para analizar estructuras vórtices turbulentas. Los resultados indican que afecta significativamente el tamaño de la burbuja de separación, la ubicación de transición y el comportamiento de reatachamiento, alterando así las características de transferencia de calor en la pared. En la superficie de presión, se observan separación y transición temprana a números de Reynolds más altos, con el número de Nusselt permaneciendo alto después de la transición. En las superficies de succión, la separación ocurre de tal manera que la separación a gran escala a números de Reynolds bajos reduce el número de Nusselt, mientras que el reatachamiento combinado con mezcla turbulenta a números de Reynolds altos aumenta significativamente el número de Nusselt. Las estructuras vórtices turbulentas mejoran la mezcla de fluidos cerca de la pared a través de eventos de eyección e barrido inducidos, promoviendo así el transporte de momento y calor. A medida que aumenta el número de Reynolds, las estructuras vórtices se vuelven más densas con escalas reducidas y los picos en el flujo de calor se acercan más a la pared, mejorando así la eficiencia de transferencia de calor por convección.