Technical Papers and Presentations

1.研究内容及 COMSOL Multiphysics 的使用情况：空气横掠圆管表面传热特性实验是能源动力类专业传热学课程的核心教学项目，但在教学实践中存在耗时长、工况受限、流动现象不可视等问题。本研究提出将数值仿真与传统实验相融合的教学模式，基于COMSOL Multiphysics 构建了空气横掠圆管对流传热的三维稳态数值模型，并开发了可自主探索的仿真应用程序，帮助学生牢固掌握实验原理，显著提升了其自主探究与创新实践能力。 2.研究结果和结论：流动采用k‑ε湍流模型，经实验验证，在Re=4 500、13 800和19 600时，努塞尔数Nu仿真值与实验值误差分别为2.3%、5.8%和0.3%，验证了模型的可靠性。仿真结果揭示了不同Re下绕流脱体与边界层演变规律：低Re（30）时流线平行，无分离；高Re（13 000）时圆管背风侧形成对称旋涡，增强主流与壁面间掺混，传热热阻减小，Nu显著提高。结论表明，数值仿真有效弥补了传统实验的不足，使学生能够安全高效地探索多工况传热特性，深化对抽象流动传热耦合机理的理解，为传热学实验教学改革提供了可行路径。