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J-GLOBAL ID：202102223942271759   整理番号：21A1345387

3Dフィン付き管熱交換器の数値シミュレーションのための多孔質媒体モデルに基づくアプローチ【JST・京大機械翻訳】

An approach based on the porous media model for numerical simulation of 3D finned-tubes heat exchanger

著者 (10件)： Li Zhen-zhong (Key Laboratory of Low-Grade Energy Utilization Technologies & Systems of Ministry of Education of China, Chongqing 400044, PR China) ,  Li Zhen-zhong (School of Energy and Power Engineering, Chongqing University, Chongqing, 400044, PR China) ,  Ding Yu-dong (Key Laboratory of Low-Grade Energy Utilization Technologies & Systems of Ministry of Education of China, Chongqing 400044, PR China) ,  Ding Yu-dong (School of Energy and Power Engineering, Chongqing University, Chongqing, 400044, PR China) ,  Liao Qiang (Key Laboratory of Low-Grade Energy Utilization Technologies & Systems of Ministry of Education of China, Chongqing 400044, PR China) ,  Liao Qiang (School of Energy and Power Engineering, Chongqing University, Chongqing, 400044, PR China) ,  Cheng Min (Key Laboratory of Low-Grade Energy Utilization Technologies & Systems of Ministry of Education of China, Chongqing 400044, PR China) ,  Cheng Min (School of Energy and Power Engineering, Chongqing University, Chongqing, 400044, PR China) ,  Zhu Xun (Key Laboratory of Low-Grade Energy Utilization Technologies & Systems of Ministry of Education of China, Chongqing 400044, PR China) ,  Zhu Xun (School of Energy and Power Engineering, Chongqing University, Chongqing, 400044, PR China)
資料名： International Journal of Heat and Mass Transfer  (International Journal of Heat and Mass Transfer)
巻： 173  ページ： Null  発行年： 2021年 
JST資料番号： C0390A  ISSN： 0017-9310  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 効率的でコンパクトな熱交換器の開発は,社会全体のエネルギー利用効率を改善するために重要である。3Dフィン付き管は,一種のパッシブ強化熱交換技術として,熱交換器の熱水力性能を改善するために広く使用されている。3Dフィン付き管熱交換器の数値研究では,計算能力による限界を考慮して,完全サイズの数値シミュレーションを行うのが非常に困難であり,従って,多孔質媒体モデルに基づく方法は,熱交換器の数値シミュレーションのための一般的アプローチになる。本研究では,離散3Dフィン付き管熱交換器を研究対象として,円筒座標系下の多孔質媒体モデルに基づく一種の方法を提案した。このアプローチでは,ベースチューブの表面上のフィン領域だけを環状多孔質媒質ゾーンに単純化し,フィン先端を超える領域を純粋ガス流領域と見なした。流体運動に及ぼすフィンの遅延効果を表すために使用される環状多孔質体の抵抗係数を円筒座標系の下で与えた。周囲,軸方向および半径方向に流れるとき,空気によって見られるフィン構成モデルの逐次数値シミュレーションに基づいて,各方向における環状多孔質体領域の粘性抵抗係数と慣性抵抗係数を,フィッティングを通して得た。多孔質体モデルと3Dフィン付き管実用物理モデルの間のシミュレーション値の比較を通して,本研究で提案した多孔質媒体モデルに基づく方法によって計算した圧力降下は,実際の物理モデルに基づくそれとよく一致することがわかった。多孔質媒体モデルによって予測された圧力降下も実験結果と良く一致した。多孔質媒体モデルに基づくアプローチでは,格子数と計算コストは実際の物理モデルのものより小さい。特に,管束の場合,多孔質媒体モデルに基づくシミュレーションに適用した格子の数は,実際の物理モデルシミュレーションにおける格子量よりはるかに少ないが,多孔質媒体モデルによって得られた圧力降下は,実際の物理モデルから得られた結果とほぼ等しい。さらに,この方法では,フィンゾーンだけが多孔質媒体として考えられ,フィンチップを超える領域の流れ場は,フルサイズのシミュレーションと同じように解決される。したがって,熱交換器内のより多くの流れの詳細を捉えることができる。提案した円筒座標系の下での多孔質媒体モデルに基づくアプローチを,実際のスケールで3Dフィン付き管熱交換器の内部流れ場のシミュレーション研究に用いることができた。これに基づき,この手法は3Dフィン付き管熱交換器の最適化設計に寄与する。Copyright 2021 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 圧力損失 ,  抗力係数 ,  *シミュレーション ,  粘性 ,  計算機シミュレーション ,  簡素化 ,  *熱交換器 ,  *フィン ,  最適設計 ,  気体流 ,  媒質 ,  *三次元 ,  *熱交換 ,  流れ場
準シソーラス用語： *数値シミュレーション ,  物理モデル , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 3Dフィン付き管 ,  数値シミュレーション ,  圧力損失 ,  多孔質媒体モデル ,  抵抗係数

分類 (2件)： 熱交換器,冷却器  (PA03020G) ,  対流・放射熱伝達  (PA02030K)

タイトルに関連する用語 (6件)： 3D ,  フィン付き管 ,  熱交換器 ,  数値シミュレーション ,  多孔質媒体 ,  モデル