1、上世紀70年代美國NASA蘭利研究中心發(fā)現(xiàn)具有順流向微小肋條的表面能有效降低壁面摩阻，突破了表面越光滑阻力越小的傳統(tǒng)思想。此后，湍流減阻技術(shù)越來越多地應(yīng)用在了各種工程設(shè)備中。各種換熱設(shè)備中，人們往往需要取得更好的換熱效果，于是出現(xiàn)了各種強化傳熱技術(shù)；但在傳熱強化的同時，由于換熱面積的增加和各種擾動的影響，流體在換熱設(shè)備中的流動阻力將大幅增加；當(dāng)流動阻力的增加幅度大于強化傳熱的幅度時；可能不僅沒有達到節(jié)能的目的，結(jié)果反而適得其反。由此，如

2、何平衡流動阻力和對流換熱正逐漸引起人們的廣泛重視。 本文根據(jù)湍流邊界層的基本原理，通過對鯊魚、中華鱘等高速魚類表皮結(jié)構(gòu)的簡化，設(shè)計出叉排、順排兩種點坑陣表面，以此研究微尺度點坑結(jié)構(gòu)表面對傳熱和流動阻力的影響，以及二者之間的相互關(guān)系。 本文以無點坑結(jié)構(gòu)的光滑平板作為參考對象，將不同排列方式的點坑表面與之進行對比研究。建立了三種物理模型，運用湍流k-占標(biāo)準(zhǔn)湍流模型對所分析表面進行流動與傳熱特性的數(shù)值模擬。通過分析三種物理模型

3、的速度、溫度、壓力和渦量等參數(shù)的變化規(guī)律，分析總結(jié)了點坑表面強化換熱機理及湍流減阻效率。對參考平板和兩種點坑表面強化傳熱和湍流減阻進行了綜合評價，結(jié)果表明：當(dāng)Re=12000時，順排點坑結(jié)構(gòu)表面與叉排點坑結(jié)構(gòu)表面的綜合評價指標(biāo)達到最優(yōu)，且叉排點坑結(jié)構(gòu)表面的綜合評價指標(biāo)優(yōu)于順排點坑結(jié)構(gòu)表面。 最后本文對最優(yōu)模型——Re=12000時的叉排點坑結(jié)構(gòu)表面進行了大渦模擬，對其傳熱與流動的瞬態(tài)特性進行了研究；分析了速度場、溫度場、壓力場、