换热器作为一种高效的热量交换设备,在暖通、化工、船舶、冶金等领域有着广泛的应用。因此提高换热器的换热效率和减少流体在换热器中的流动阻力是换热器研究的两个亘古不变的话题。目前,针对于换热器的减阻技术主要可以分为主动控制减阻技术和被动控制减阻技术,不需要输入额外能量的柔性壁减阻技术受到了国内外学者的广泛关注,但现在基于仿生学而产生的柔性壁减阻大多应用于轮船、飞机等外流场流动领域,将柔性壁减阻技术应用到换热器这种内流场问题的研究较少。本文将柔性壁减阻技术应用到内流型脉动流中,以三角槽道脉动流作为研究对象,研究了附加柔性壁的小尺度三角槽道(下文统称柔性小通道)低雷诺数脉动流阻力特性。为满足实验要求,首先设计了柔性小通道,并通过四水平五因素正交试验分析获得脉动参数和柔性壁参数对流动阻力特性影响的显著性;其次,基于双向流固耦合的方法,通过COMSOL Multiphysics多物理场耦合仿真软件,数值模拟了柔性小通道内低雷诺数脉动流的阻力变化规律及流动机理。基于此,本文的研究结果如下:(1)从柔性小通道低雷诺数脉动流阻力实验以及四水平五因素正交试验分析可以得出结论:在五个设计因素(脉动流平均雷诺数、脉动流脉动振幅、脉动流脉动频率以及柔性小通道壁面材料、壁面厚度)中,对流动阻力影响较大的是脉动流平均雷诺数、柔性小通道壁面材料、脉动流脉动振幅。脉动频率对流动阻力影响最小。(2)柔性小通道内脉动流双向流固耦合数值模拟中可以得出结论:在模拟实验范围内,随着平均流动雷诺数、脉动振幅增大,流动阻力逐渐增大,这是因为雷诺数的和振幅的增大,导致了流体湍流度的上升,流体在流动过程中变得更加混乱,加剧了流体与壁面之间的摩擦,所以使得流动阻力增加;壁面柔性材料越硬、壁面越厚,流动阻力越大,这是因为壁面变硬、变厚使得壁面对流体的脉动响应迟缓,抑制脉动能量产生的能力大大削弱,所以使得流动阻力大幅度提高。随着脉动频率的增大,流动阻力先增大后减小。之后,分别从柔性壁变形量与柔性壁的应力、边界层速度的不同解释了柔性小通道内低雷诺数脉动流阻力特性规律。最后,通过无量纲分析,拟合出了一种柔性小通道内脉动流流动阻力因子关联式。(3)通过对实验数据的正交分析和双向流固耦合数值模拟实验,验证了用柔性壁代替刚性壁具有减小脉动流换热器流动阻力的效果。