Abstract
本文以理論計算方法，分析半封閉渠槽在靜止與往復運動下的流場與熱傳特性。此一主題主要應用於內燃機引擎活塞內冷卻通道之熱傳增益，其相關的研究文獻甚為缺乏，本文之數值模擬時機因而顯得格外適當。由於先前相關的實驗研究文獻，大多專注於往復運動強制管流長時間平均（Long time average）之熱傳特性探討，缺乏相位平均（Ensemble or phase average）之熱傳資訊，及流場與熱傳結果之相互驗證，故本文計算結果除了與實驗結果比較驗證外，在數據分析方面，透過相位平均與長時間平均來探討所模擬管道在往復運動下之流場與熱傳特性。文中首先求解二維不可壓縮Navier-Stokes方程式，採用非交錯格點，並利用PISO法來解決壓力與速度間偶合的問題，紊流模式則採用了k-ε紊流模式與2-Layer紊流模式模擬，方程式對流項以QUICK做差分，其時間有一階準度，空間則有三階的準度；其次求解三維不可壓縮Navier-Stokes方程式，數值方法與二維時相同，紊流模式則只採用了k-ε紊流模式。本文所採用之工作流體為空氣，研究的參數分別為雷諾數介於5000~12000間、往復數介於0 ~ 0.058間，格拉氏則在460~520間。