本文旨在以貼壁座標(Body fitted coordinates) 系統的紊流模式,分析 具有不同形狀突出物的管道之紊流場及熱傳。並以影像處理分析具矩形突 出物管道之溫度場,看在近壁區是否符合溫度對數分佈律(Law of Wall) 。為準確預測出這類含有強烈加速、分離、迴流現象之紊流場和溫度場, 本文採用雙層模式(Two Layer)來處理固體邊界的問題,以得到更精確的 解。實驗分析結果顯示,管道內有兩個區域,並不符合溫度對數分佈律。 第一個區域在突出物後端的迴流區,而另一個區域則在突出物前端的角隅 渦漩。在數值計算方面,以往在邊界上的處理,都是採用邊牆函數 (Wall Funstion) 。但是在溫度對數分佈律不成立的區域,使用邊牆函數 就不太適合。因此,本文採用雙層模式來處理邊界的問題。結果顯示,以 雙層模式計算出的結果,與實驗以LDA 量測的結果大致相同,並比以邊牆 函數計所得之結果更好。其次,在不同形狀突出物的分析上,發現正方形 的突出物造成的壓力損失最大,三角形的次之,而半圓形的最小。在熱傳 性能方面,則以三角形的突出物最好,正方形的次之,而半圓形的最高。
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