南方科技大学:具有二维正弦粗糙壁的可压缩通道流中的能量传递
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Physics of Fluids
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Energy transfer in compressible channel flows with two-dimensional sinusoidal rough walls
Chen S.; Zhang W.; Han J.; Wan M.
Published：2024-04-01
DOI：10.1063/5.0203479
研究背景
社会上，我们经常听到关于空气污染和能源利用的话题，但你是否想过，障碍物对气体流动会有怎样的影响呢？这个问题一直存在于研究领域中，而最新的研究发现，二维正弦粗糙墙面在可压缩通道流中的作用可能会给我们带来更多启示。
研究内容
最新发表在《Physics of Fluids》期刊上的一篇论文揭示了二维正弦粗糙墙面对可压缩通道流的影响。研究通过直接数值模拟发现，在马赫数为0.8和1.5时，障碍物会引起强烈的斜冲击波和交替的压缩/膨胀区域。这些现象导致通道中心温度升高。研究还详细分析了障碍物高度对动能和内能之间转移的影响。研究发现，障碍物显著增强了湍流动能的产生，而马赫数对此项影响较小。动能和内能之间的转移与压力和粘性有关，主要受粘性项支配。障碍物引起的冲击波强烈影响压力相关项的局部分布，但其空间平均值仅略有改变。障碍物将平均动能转移到内能和湍流动能，通过粘性项放大了这一效应。随着障碍物高度的增加，平均效应被加强，但对马赫数变化不敏感。
研究意义
这项研究的创新之处在于揭示了障碍物对气体流动中能量转移的影响。了解这些现象有助于我们更好地理解气体流动中的复杂性，为未来设计更高效的通道流动系统提供了新的思路。
希望这篇文章能让你对气体流动中的障碍物影响有更深入的了解！
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