多孔介质扰流柱对双层壁冷却系统性能影响的数值研究

王一; 汪翔宇; 李家龙; 胡青松; 丰镇平

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (2) : 61 -72.

王一, 汪翔宇, 李家龙, 胡青松, 丰镇平

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

为了提升双层壁冷却系统性能并强化系统的冷却优势，将双层壁冷却系统的实体扰流柱结构替换为多孔介质结构，采用气热耦合方法数值研究了多孔介质结构对双层壁冷却系统的提升性能，分析并对比了不同吹风比、扰流柱直径与扰流柱高度对多孔介质结构和实体结构的流动及传热特性的影响规律。数值结果表明：对于多孔介质高渗透率结构，双层壁内、外壁面之间的速度和温度分布更加均匀；将实体扰流柱结构替换为多孔介质结构后，双层壁综合冷却有效度明显增大，面平均综合冷却有效度可提升3.08%～5.03%,而压力损失变化不大；随着多孔介质扰流柱直径的增大，综合冷却有效度呈现增大趋势，提升幅度为2.13%～3.03%;扰流柱高度对冷却性能的影响较为微弱。研究结果验证了多孔介质扰流柱在双层壁冷却系统中应用的可行性。