Abstract
本文旨在以理論計算的方法，分析具有矩形突出物的二維管道內之紊流流場及熱傳。計算採用了由本文提供改良的平滑混合中間╱傾斜上游差分法，以及PISO壓力修正法；並使用了不同的紊流模式：k－ε－E PDM模式，來進行預測比較。其中在週期完全發展紊流場的部份，為減少所需的計算空間，本文將統御方程組作一轉換，使其具有週期的邊界條件；因此計算可僅局限於具單一突出物的模組單元內，而非整個的管道。計算的結果，在平面對稱一對突出物的紊流場方面，預測出了三個特徵迴流區，與L-DA實驗所得的相同；並比較不同紊流模式的軸向速度和壓力分佈，發現k－ε－E模式的結果，與實驗較為吻合。而入口處的邊界層愈薄，各個特徵迴流的附著長度則愈長。在平面對稱二對突出物的紊流場方面，改變三種節距比PR＝５、１０和１５的計算結果，與LDA的實驗結果比較，發現在前後二對突出物之間，k－ε－E 模式所計算出的壓力，均有較大的過度預測。文中也討論了突出物間的不同節距長度，對個別突出物流場的影響。在平面對稱的週期完全發展紊流場方面，在所比較的二種不同突出物寬高比（W╱H）的例子中，k－ε－E模式的軸向速度和紊流動能分佈，均與LDA 實驗所得的相當吻合；但在壓力降的部份，仍有預測過度的情形；另外也對該類流場作了若干的討論。文中並改變了突出物間的節距長度，發現在所比較的４種節距比PR＝５、１０、１５和２０中，PR＝１０具有最高的平均紊流強度、摩擦係數、和平均Nusselt 數，但PR＝１５的熱傳及壓力損耗綜合性能最佳。在非平面對稱的週期完全發展紊流場方面，二種不同紊流模式預測出的流場，與LDA 的流場實驗結果比較，k－ε－E PDM模式的要較為吻合，特別是在突出物後之迴流附著長度的預測上。