流体诱导振动强化换热

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前言

第1章 弹性管束固有特性

1.1 流体诱导振动机理

1.1.1 漩涡脱落

1.1.2 湍流抖振

1.1.3 流体弹性激振

1.2 弹性管束传热元件

1.2.1 平面弹性管束

1.2.2 锥螺旋弹性管束

1.3 平面弹性管束固有特性数值计算

1.3.1 几何模型及参数

1.3.2 管束固有振动频率

1.3.3 管束振型

1.3.4 结构参数影响

1.4 平面弹性管束固有特性试验

1.4.1 试验模态辨识原理

1.4.2 锤击法试验测试系统

1.4.3 激励点与响应点布置

1.4.4 参数设置与数据处理

1.4.5 试验结果校验

1.4.6 试验结果分析

1.5 锥螺旋弹性管束固有特性理论分析

1.5.1 模态综合法求解管束固有频率

1.5.2 计算结果验证

1.5.3 结构参数影响

1.5.4 多排锥螺旋管束固有特性分析

1.6 锥螺旋弹性管束固有特性试验

1.6.1 锤击法试验测试系统

1.6.2 激励点与响应点布置

1.6.3 参数设置及数据处理

1.6.4 试验结果校验

1.6.5 试验结果分析

1.6.6 两种弹性管束固有特性对比

1.7 小结

参考文献

第2章 换热器内流场分析

2.1 数值计算方法

2.1.1 基本控制方程

2.1.2 流体诱导振动的计算流程及验证

2.2 网格划分及处理

2.2.1 弹性管束结构域网格划分

2.2.2 管程流体域网格划分

2.2.3 平面弹性管束壳程流体域网格划分

2.2.4 锥螺旋弹性管束壳程流体域网格划分

2.2.5 分布式脉动流换热器壳程网格域网格划分

2.3 边界条件设置

2.3.1 管程流体诱导振动

2.3.2 壳程流体诱导振动

2.3.3 时间及参数设置

2.4 振动强化换热数据处理

2.4.1 强化换热评价准则

2.4.2 场协同理论

2.5 平面弹性管束管程流场分析

2.5.1 管程内流体流动

2.5.2 管程内二次流分布

2.6 平面弹性管束壳程流场分析

2.6.1 单排刚性管束壳程流场速度云图

2.6.2 多排刚性管束壳程流场温度场分布

2.6.3 弹性管束壳程温度场及速度矢量分布

2.6.4 弹性管束壳程流场的场协同定性分析

2.7 锥螺旋管束管内流动分析

2.7.1 管截面主流分析

2.7.2 管截面二次流动分析

2.7.3 管截面流体温度分布

2.8 小结

参考文献

第3章 弹性管束流体诱导振动

3.1 平面弹性管束流体诱导振动数值计算

3.1.1 流速对振动响应的影响

3.1.2 管排间距对振动响应的影响

3.1.3 管排数对振动响应的影响

3.2 平面弹性管束流体诱导振动试验

3.2.1 试验装置及系统

3.2.2 换热器壳体振动测试

3.2.3 弹性管束流体诱导振动响应

3.3 锥螺旋管束流体诱导振动理论分析

3.3.1 计算模型

3.3.2 计算过程

3.3.3 计算结果分析

3.4 锥螺旋管束流体诱导振动试验

3.4.1 固有模态测试与分析

3.4.2 管束流体诱导振动测试

3.5 锥螺旋管束管程流体诱导振动理论分析

3.5.1 管束有限单元划分与坐标变换

3.5.2 管束单元矩阵与总体矩阵

3.5.3 管束固有频率的计算验证

3.5.4 管程静止时的固有频率验证

3.5.5 管程流动对固有频率的影响

3.6 两种弹性管束管程流体诱导振动特性对比

3.6.1 平面弹性管束管程流固耦合理论计算

3.6.2 两种弹性管束管程耦合特性比较

3.7 小结

参考文献

第4章 弹性管束流体诱导振动强化换热

4.1 流体诱导振动强化换热场协同分析

4.1.1 弹性管束的振动轨迹

4.1.2 场协同的定量分析

4.1.3 努塞尔数及场协同分析