大功率船用柴油机活塞的高效冷却问题是先进柴油机活塞设计的关键问题之一。活塞振荡冷却效率高,并且被广泛采用。振荡冷却效果受到很多因素影响,针对这一问题国内外开展了大量的研究。目前研究主要针对传热系数计算方法和活塞结构变化对温度分布的影响,活塞工作过程中冷却液受到的活塞往复激励、浮力效应和惯性力相互耦合作用实验研究等,而理论研究匮乏。本课题拟基于双尺度大涡模拟技术模拟液体射流卷吸、两相界面相互作用,建立液体射流冷却数值仿真平台,考虑结构表面局部沸腾效应,探索湍流细节和往复激励下冷却液传热机理。主要研究内容(1)建立过冷液体射流冲击高温壁面过程中的流动和传热模型(2)探索往复激励下冷却剂射流过程的流动和传热模式(3)分析过冷液体冲击高温结构局部沸腾和热流耦合作用(4)揭示往复激励与时变热流作用下的冷却流动和传热特性。
英文主题词impinging jet;shaker cooling;turbulence model;reciprocating motion;impingement heat transfer