ОПТИМИЗАЦИЯ ЛОКАЛЬНОГО ТЕПЛООБМЕНА В ИМПАКТНОЙ СТРУЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ И ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
М.П. Токарев, М.Ю. Ничик, О.А. Гобызов, И.А. Федотов, В.М. Дулин
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
mtokarev@itp.nsc.ru
Ключевые слова: теплообмен, турбулентная импактная струя, возмущения расхода, вынужденные колебания, автоколебания, обратная связь, машинное обучение
Страницы: 69-79
Аннотация
Развитие методов управления потоком и теплообменом в затопленных турбулентных струях (импактных струях), натекающих на преграду, является важной задачей, поскольку такая конфигурация используется в различных технических приложениях. Технология активного управления потоком и оптимизация сигнала, управляющего внешним возмущением расхода в импактных струях, могут быть применены для эксплуатации присущих потоку свойств в целях дальнейшего улучшения теплообмена на стенке. Использована ИК-термография и проведены измерения методом PIV (Particle Image Velocimetry) для оптической диагностики температурных полей стенки и полей скорости в условиях управления возмущением расхода, в том числе с обратной связью от локального датчика скорости. Обнаружено, что низкоамплитудные синусоидальные возмущения увеличивают интегральную температуру на стенке за счёт интенсификации отрыва потока на стенке по сравнению с невозмущённой струёй. Также установлено, что высокоамплитудные возмущения в режиме пульсирующей струи позволяют снизить интегральную температуру за счёт увеличения средней скорости потока вблизи стенки и скомпенсировать нежелательный эффект отрыва потока. Алгоритм генетического программирования позволил найти автоколебательный режим при возмущении струи с обратной связью, который улучшает локальный теплообмен на стенке не хуже, чем в случае вынужденного периодического возмущения.
DOI: 10.15372/AUT20230507 |
