Abstract
本文探討以噴嘴射出流體對旋轉中的圓柱體加以冷卻時, 圓柱表面的熱傳現象和圓柱體轉速、噴流速度、噴嘴寬度以及噴嘴至圓柱間距離的關係, 及前述各參數的變化對圓柱體附近的流場和溫度場的影響情形, 並計算圓柱表面局部熱傳係數Nu值和整個圓柱表面的平均熱傳係數 值。首先本文將不規則形狀的物理區域轉換至在邊界上具正交格點的規則的計算區域, 然後使用stream-vorticity的作法求解流線方程式, 渦度方程式和能量方程式三者而獲得流場和溫度場的分佈情形, 並計算Nu值和 值。文中針對兩個主題作較深入的探討, 分別為 "固定噴嘴速度, 改變圓柱轉速" 和 "固定圓柱轉速, 改變噴嘴速度" 兩者。其中噴流雷諾數由 100變化至1000, 圓柱旋轉雷諾速和噴流雷諾數的比值由 0變化至0.01由結果發現, 有限量的增加圓柱轉動速率會增加圓柱表面的熱傳效果, 但當轉動速率超過某值時, 由於由轉動所帶動的流體圍繞在圓柱體周圍而使得熱邊界層增厚以致熱傳效果降低。而增加噴流速度則有助於圓柱表面的熱傳效果。另外, 本文在噴流雷諾數等於 500和1000的情形下發現, 若計算時所使用的初始猜值不同, 在某些情形會有截然不同的收斂結果, 於是本文亦探討存在非惟一解的可能性, 以供參考。