湿式弦栅丝绕流传热介观模型推导与数值仿真

将隧道施工过程中产生的污风进行净化消热处理，对施工隧道环境控制具有重要意义。为了找到热流体穿越湿式弦栅丝的流动换热规律，采用格子玻尔兹曼方法，建立低雷诺数下的圆柱绕流传热介观模型，进一步结合已有关联式验证模型的准确性；基于上述模型，考察雷诺数Re=200的条件下串列圆柱绕流流场与温度场分布；量化不同间距比L/D下流场与温度场的结构演化，分析换热特征参数努塞尔数Nu与间距比和换热时间的关系，揭示流场结构对温度场的影响。结果表明：流场与温度场的分布规律具有一致性，不同L/D下流场与温度场呈现不同特征，L/D较小时，上下游圆柱之间形成流动死区，换热效果差，随着L/D的增大，下游圆柱对上游圆柱流场的抑制作用减弱，尾流中出现旋涡，流动死区被打破，冷热流体掺混增强；存在临界间距比L/D=2.65,超出这一临界间距时，下游圆柱时均Nu始终大于上游圆柱，且当L/D=4时，上下游圆柱时均Nu趋于稳定，在具体工程应用中，应使间距比L/D≥4。