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开缝圆肋传热性能数值研究及场协同原理分析的中期报告 中期报告： 一、研究背景及意义： 开缝圆肋是一种用于增强热交换器传热性能的有效方式，广泛应用于工业热交换领域。然而，目前对开缝圆肋的传热性能数值研究还存在一定瓶颈，尤其是在复杂工况下的传热性能预测和优化方面仍亟需深入研究。因此，为探究开缝圆肋的传热性能，并提出可行的优化方案，本研究开展了开缝圆肋传热性能数值研究及场协同原理分析研究。 二、研究内容和方法： 本研究通过数值模拟方法，建立了开缝圆肋热交换器模型，并对不同工作条件下的传热性能进行了数值模拟分析。同时，采用流固场耦合的方法，对开缝圆肋表面流动场与传热场的耦合关系进行了研究。具体方法如下： 1、建立模型 本研究采用三维数值模拟方法，基于COMSOL软件，建立了开缝圆肋热交换器模型，包括圆肋和缝隙两部分。对模型进行了网格划分，保证计算精度。 2、数值模拟 我们对不同工作条件下的传热性能进行了数值模拟分析，包括不同流速、不同温度差、不同材料等工况。在模拟过程中，考虑了壁面传热的辐射传热和对流传热等因素。 3、流固场耦合研究 通过流固场耦合研究，我们分析了开缝圆肋表面流动场与传热场的耦合关系。具体对圆肋表面的气流场和水流场进行了数值模拟，得到了圆肋表面上壁面摩擦系数、传热系数等参数，进而得出表面能否增强传热的结论。 三、预期结果： 本研究预期结果包括： 1、探究开缝圆肋在不同工作条件下的传热性能数值规律，为热交换器的设计和优化提供理论基础； 2、分析开缝圆肋表面流动场与传热场的耦合关系，揭示开缝圆肋表面能否增强传热的机理，为热交换领域的相关研究提供参考； 3、通过优化设计开缝圆肋表面形状和尺寸，降低热交换器传热阻力，提高传热性能，为节能降耗提供技术支持。 四、研究进展和困难： 目前，我们已完成开缝圆肋热交换器模型建立工作，并对不同工况下的传热性能进行了数值模拟分析。同时，我们还开始了流固场耦合的研究，对圆肋表面的流动场进行了初步模拟，获取了关键参数。但是，在模拟过程中，我们发现圆肋表面复杂的几何形状和流动场的不稳定性，会给模拟带来一定的困难。 五、下一步工作计划： 下一步，我们将继续完善开缝圆肋表面的流固场耦合模型，优化模型计算方法，提高计算精度。同时，在保证计算精度的前提下，进一步拓展模拟工况，探究开缝圆肋表面形状和尺寸对传热性能的影响。最终，我们将提出可行的优化方案，为热交换领域的实际生产提供技术支持。