Computational and Experimental Investigation of Flow and Convective Heat Transfer Along Rough Surfaces

Das Kapitel vertieft sich in die Feinheiten der erzwungenen Konvektion entlang rauer Oberflächen, ein Thema, das in verschiedenen technischen Bereichen zunehmend an Bedeutung gewinnt. Zunächst wird die Bedeutung der additiven Fertigung für die Herstellung kompakter und leichter Wärmetauscher diskutiert, die in Branchen wie der Luftfahrt von entscheidender Bedeutung sind. Anschließend untersuchen die Autoren die beiden Hauptkategorien der Rauheit: regelmäßige und unregelmäßige sowie die Herausforderungen, die sie bei der Modellierung turbulenter Strömungen darstellen. Das Kapitel beleuchtet die Verwendung verschiedener Berechnungsmethoden, einschließlich RANS, DES und LES, um diese komplexen Ströme zu simulieren. Darüber hinaus wird ein detaillierter Versuchsaufbau zur Untersuchung des konvektiven Wärmetransfers über willkürlich raue Oberflächen vorgestellt, die durch selektives Lasersintern (SLS) erzeugt werden. Das Kapitel enthält auch eine gründliche Analyse der Oberflächenrekonstruktion und mathematischen Modellierung, wobei Werkzeuge wie ANSYS Fluent eingesetzt werden und die zukünftige Arbeit mit den Lattice Boltzmann-Methoden berücksichtigt wird. Der einzigartige Aspekt dieses Kapitels liegt in seinem ausgewogenen Ansatz, der sowohl theoretische als auch praktische Erkenntnisse kombiniert, um das Verständnis der Wärmeübertragung in rauen Oberflächen zu fördern, was für die Verbesserung der Effizienz und des Designs von Wärmetauschern in verschiedenen Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist.