人们很早就意识到振动可以强化传热,在流体中引入振动可以破坏边界层,从而强化传热。近年来出现了利用流体诱导振动减薄边界层的强化传热技术,这种技术同时结合了主动式强化传热和被动式强化传热的优点。本文对柔性板与圆柱组合时,通道内流动与传热问题进行了研究。流体流经圆柱时会产生涡街,受涡旋的影响,柔性板持续进行等幅振动,将脱落的尾迹涡扫向通道壁面,促进了壁面附近流体的混合,达到减小热边界层厚度,提高通道壁面换热的目的。涡致振动强化传热技术,具有结构简单、提升换热能力强的特点,具有广阔的应用前景。本文介绍了涡致振动的形成原因,并对涡致振动强化传热的研究进行了汇总。涡致振动问题是一类典型的流固耦合问题,需要依靠动网格和流固交界面进行网格变形和流体固体间的数据交换,本文对动网格理论和流固耦合问题进行了简介,进而研究了不同Re下,柔性板长径比和通道阻塞比对圆柱诱导柔性板振动强化传热问题。为更好地对涡致振动强化传热问题进行研究,本文首先对内置固定圆柱和板的通道内流动传热问题进行了研究,在得到了不同速度、不同长径比下的涡旋脱落频率后,将其转化为St,再计算不同长径比下的杨氏模量,并对此杨氏模量下的柔性板进行模态分析,得到不同阶数下柔性板的振动频率,由此确定柔性板的固有频率。长径比不同时,振动的模态并不相同。长径比为1.5时选择一阶模态进行振动,不同时刻下,同一点处的位移呈类似正弦函数的周期性变化,且在柔性板上不同位置点的振动周期相同,相对柔性板固定的情况,通道末端涡的耗散较小,但在通道中后部仍然存在较为明显的温度边界层,脱落涡受柔性板摆动而向壁面甩动的效果不明显,对壁面附近边界层的削弱作用较为有限。长径比为2～3.5时,选择高阶振型的柔性板振动模态,此时柔性板末端振幅的变化接近正弦曲线,随着柔性板长径比的增加,涡旋的分离点由柔性板末端逐渐向前移动,涡旋范围增大,壁面附近高温流体与通道内部低温流体的掺混效果增强;长径比为3时,通道中后部的低温区域面积较小,壁面附近的温度梯度较大,流体的平均温度也较高。长径比为3时的Nu最大,相对1.5时最大提升了96.7%,相对通道内置固定圆柱时的Nu可提升30%;不同Re下、长径比为1.5时的f最小,长径比为2～3.5时f的差异也较小,随着柔性板长径比的增加f先增加后减小,长径比为2.5时的f最大;不同Re下、当长径比为1.5和2时,JFc2的差异较小,当长径比为2.5～3.5时,JFc2的差异也较小;随着柔性板长径比的增加,JFc2先增加后减小,当长径比为3时的JFc2最大,可达1.2。不同宽度的通道内换热差异较大,随着阻塞比的减小,壁面受柔性板甩动的影响较小,涡旋强度减小,通道中后段低温区域面积增加,壁面附近的温度梯度减小。同时Nulocal最大值出现位置逐渐向通道末端移动。不同Re下、阻塞比为0.333时的Nu最大,随着阻塞比的减小,Nu逐渐减小;不同阻塞比下,Nu随着Re的增加而增加;阻塞比为0.333时与0.286时的Nu较为接近,可达到光通道时Nu的3倍;不同Re下,阻塞比为0.333时的压差与JFc1都较大,JFc1可达1.5。