COMPUTATIONALSTUDYOFUNSTEADYINCOMINGWAKEEFFECTONENDWALLFLOWANDHEATTRANSFER

《COMPUTATIONAL STUDY OF UNSTEADY INCOMING WAKE EFFECT ON ENDWALL FLOW AND HEAT TRANSFER》是一篇关于流体力学和热传递领域的研究论文，主要探讨了在涡轮机械中，非定常来流尾流对端壁流动及传热的影响。该研究利用计算流体动力学（CFD）方法，对复杂的三维流动结构进行了模拟分析，旨在揭示端壁区域的流动特性及其对热传递效率的影响。

论文的研究背景源于涡轮机械中的一个关键问题：在旋转机械如燃气轮机或压缩机中，由于叶片的周期性运动，会在叶片后方产生非定常的尾流。这些尾流会进入相邻叶片的通道，影响端壁区域的流动结构，从而对整体性能产生重要影响。特别是，这种非定常流动可能导致端壁区域的湍流增强、边界层分离以及局部热负荷升高，进而影响设备的效率和寿命。

为了深入研究这一现象，作者采用了高精度的数值模拟方法，包括雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）和大涡模拟（LES）等模型。通过设置不同的来流条件和时间步长，研究人员能够捕捉到尾流与端壁之间的复杂相互作用。此外，论文还引入了多种湍流模型，如k-ε模型和k-ω SST模型，以评估不同模型在预测端壁流动和热传递方面的准确性。

研究结果表明，非定常来流尾流对端壁流动具有显著影响。在尾流进入端壁区域时，流动结构发生明显变化，导致速度梯度增加，湍流动能分布不均。特别是在尾流冲击端壁的区域，流动呈现出强烈的旋涡结构，这可能引发边界层分离并加剧热传递。同时，论文还发现，尾流的周期性变化会影响端壁的局部热通量，使得温度分布呈现波动特征。

在热传递方面，研究结果表明，非定常尾流的存在显著增强了端壁区域的传热效率。这是因为尾流引起的湍流混合增加了热量的扩散速率，从而提高了热传递系数。然而，这种增强的传热效应也伴随着更高的局部热负荷，可能会对端壁材料造成不利影响。因此，如何在提高传热效率的同时控制热应力成为设计涡轮机械的重要课题。

论文还讨论了不同参数对端壁流动和热传递的影响，例如尾流强度、频率以及叶片间距等。研究发现，随着尾流强度的增加，端壁区域的湍流动能和热传递系数也随之上升，但过强的尾流可能导致流动不稳定，甚至引发失速现象。此外，尾流频率的变化也会影响流动结构的周期性，从而改变热传递的时空分布。

从工程应用的角度来看，这篇论文的研究成果对于优化涡轮机械的设计具有重要意义。通过对非定常尾流效应的深入理解，工程师可以更好地设计叶片几何形状和端壁冷却方案，以减少热应力并提高整体效率。此外，研究结果也为未来的实验验证提供了理论依据，有助于推动相关领域的进一步发展。

总之，《COMPUTATIONAL STUDY OF UNSTEADY INCOMING WAKE EFFECT ON ENDWALL FLOW AND HEAT TRANSFER》是一篇具有重要学术价值和工程应用意义的研究论文。它不仅揭示了非定常尾流对端壁流动和热传递的复杂影响，还为涡轮机械的设计与优化提供了重要的理论支持。随着计算技术的不断进步，未来的研究有望进一步探索更复杂的流动现象，并为实际工程应用提供更加精确的解决方案。