长方形截面通道内的充分发展对流换热问题的数值研究
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第２１卷
第１１期
重庆工学院学报（自然
科学版）
２００７年１１月
Ｖ０１．２ｌ
Ｎｏ．１１
Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎ
ｃｅ Ｅｄｉｉｔｏｎ）
Ｎｏｖ．２０ｏ７
【数理化科学】
长方形截面通道内的
充分发展对流换热
问题的数值研究。
张果，刘治军
（兰州交通大学数理与软件工
程学院，兰州７３００７０）
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｆｕｌｌｙ Ｄｅｖｅ
ｌｏｐｅｄ Ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ Ｈｅａｔ
Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ・—Ｓ
ｅｃｔｉｏｎｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌｓ
ＺＨＡＮＧ Ｇｕｏ，ＬＩＵ Ｚｈｉ—ｊｕｎ
（Ｓ
ｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ，Ｌａ￣ｈｏｕ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕ ｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａ￣ｈｏｕ ７３００７０，ＣＮｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｎｉｔｅ Ｖｏｌｕｍｅ Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＶＭ）ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓ
ｔｕｄｙ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ａ ｆｕｌｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ ｈ
ｅａｔ
ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ．ｓｅｃｔｉｏｎｅｄ ｃｈａｎｎｅｌｓ．Ｔ
ｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｆｕｌｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｒｅａ
ｓ ｏｆ ｆｌｏｗ ａｎｄ
ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｒｅｃｔａｎｇ
ｌｅ ｓｅｃｔｉｏｎｅｄ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｗａｌｌ ｔｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｎｕｍｅｆｉ＿
ｃａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔ ｓ
ｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ａ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ａｃｃｕｒ
ａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｈａｎｎｅｌ；ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ ｈｅａ
ｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ；ＦＶＭ
对于某些截面形式较规则的通道
，如长方形、三角形通道等，已得出了层流充分发展流动情形下截
面上速度分布的精确解［ ，但是由
于它们多数是以无穷级数的形式表达的，其数值结果的取得还需要应
用计算机。因此，本文中采用数值
方法研究长方形截面通道内充分发展对流换热问题．
１物理问题及其数学描述
当流体进入壁
温均匀的长方形截面通道内进行对流换热时，需要确定在流动与换热的充分发展区
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收稿日期
：２００７—０９—１８
作者简介：张果（１９８４一），男，湖北人，硕士研究生，主要从事计算数
学方面的研究