建立相应的数学及物理模型,然后选取合适的翅片单元作为计算区域,对计算区域进行合理的网格划分,确定数值计算所用的网格数目的大小,通过数值结果与实验结果的对比确定所用算法的合理性。

然后用数值方法获得在各种翅片参数及工作条件下的翅片侧努塞尔数、阻力系数,运用线性回归法拟合出努塞尔数、阻力系数与各几何参数之间的关联式,对比三角形波纹翅片与平直翅片传热性能的区别,例如阻力系数和努塞尔数随雷诺数的变化规律,横向和纵向截面的流场分布等。

为了深入揭示三角形波纹翅片的强化传热机理,计算并讨论纵向涡强度、横向涡强度与努塞尔数,阻力系数的关系。研究结果表明:与平直翅片相比,三角形波纹翅片表面的局部努塞尔数较大,三角形波纹翅片的换热性能更好;对三角形波纹翅片与圆管形成的通道内的流场进行了分析,发现在波峰及波谷处,二次流现象十分明显。

由于三角形波纹翅片与圆管形成的通道内能够产生纵向涡和横向涡,而纵向涡和横向涡能够强化传热;努塞尔数、纵向涡强度、横向涡强度都随着翅片间距、波纹角、波纹数的增大而增大。阻力系数随着翅片间距、波纹角、波纹数的增大而减小;在同一雷诺数下,三角形波纹翅片的平均努塞尔数及阻力系数都高于平直翅片的,同时还拟合得到了三角形波纹翅片努赛尔数和阻力系数与雷诺数及二次流强度的关联式。