题目：层板扰流柱结构优化研究

本文对于影响层板流阻和换热特性的四种几何参数，即扰流柱的个数、排列方式、填充比和直径比，进行了数值模拟研究，得到了这四种参数对于层板流阻和换热特性的影响规律，为以后关于层板模型的实验和层板设计提供了依据。并且通过实验的方法对本文中的计算结果进行了验证。 计算方法上采用了流固耦合计算，在忽略了气体浮升力和辐射传热的影响下，求解层板模型的最小单元体在固定坐标系下的稳态流动和换热情况。计算采用了k- 模型方程，配以边界层壁面函数来求解湍流N-S方程。由于层板结构具有对称性，计算模型只是层板最小单元体的1/2。流体区域的进出口分别采用流量和平均静压边界条件，固体区域外边界采用了第二类边界条件。计算模型的四周采用了对称性边界条件和周期性边界条件。计算过程中采用非结构化网格，所用的网格尺度是通过网格无关解验证的。实验中采用的实验件是计算模型同比例放大100倍的模型，采用辐射式加热。 研究结果表明：（1）计算和实验结果吻合较好，文中所用的计算方法是可行的，计算结果是可信的。（2）在等填充比条件下，扰流柱个数的增加和排列方式的改变有利于层板模型流阻的减小，层板模型的流阻与扰流柱边缘距离出气孔的距离有直接关系；扰流柱个数的增加有利于换热效果的增强，改变扰流柱的排列方式可以改变层板模型的换热效果。（3）填充比的增加，有利于层板模型流阻的减小和换热效果的增强，但这个结论只限于本文讨论的填充比，当填充比过大或过小时，结论将发生改变。（4）主扰流柱直径的增加有利于层板模型流阻的减小，当主、副扰流柱直径比接近1：1时，层板模型的换热效果达到最佳。