穩定流場下剛體移動衍生之熱流現象

Abstract

本文主要目的在以數值方法探討有限空間中存在一剛體，在穩定流動狀態下，剛體 等速移動所衍生的熱流現象。採用Arbitrary Lagrangian-Eulerian method描述剛 體在流場的運動現象。數值方法採用葛拉金有限元素法，並以牛頓迭代法將統御方 程式中的非線性項予以線性化，而時間項則採用後項隱式差分。首先利用動量方程 式求出流場速度分佈，再將速度帶入能量方程式求得溫度分佈。結果顯示，當剛體 移動後，含在剛體表面附近產生類似噴流和排擠流體現象，同時由於剛體本身具有 運動速度，使得剛體表面在穩定流動狀態所形成的熱邊界層受影響而變得極小，溫 度梯度變大，熱傳效益大幅提高。