5×5棒束通道內(nèi)流動(dòng)轉(zhuǎn)捩特性研究

郝思佳，李 興，祁沛垚，喬守旭，譚思超,*，王嘯宇

(1.哈爾濱工程大學(xué) 核安全與仿真技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150001； 2.中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，四川 成都 610041)

棒束通道的流動(dòng)傳熱特性在反應(yīng)堆熱工水力分析中占有重要地位，其內(nèi)部復(fù)雜多變的湍流特性是堆芯熱工水力研究的重點(diǎn)之一，其中流動(dòng)轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象是研究湍流特性的重要環(huán)節(jié)。轉(zhuǎn)捩點(diǎn)一般是指從層流轉(zhuǎn)變到過(guò)渡流的臨界雷諾數(shù)，Hawley等[1]和Cheng等[2]提出該點(diǎn)可通過(guò)沿程阻力系數(shù)的拐點(diǎn)判斷。不同于光滑圓管層流與過(guò)渡區(qū)具有明顯界限，棒束通道流體轉(zhuǎn)捩點(diǎn)并不明顯[2-3]，因此有必要對(duì)這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因加以分析。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)圓管、棒束通道、平板流動(dòng)的轉(zhuǎn)捩情況已展開研究。Ohmi等[4]總結(jié)了不同工況下圓管流體阻力特性的基本規(guī)律。Gundogdu等[5-6]針對(duì)圓管流動(dòng)建立數(shù)學(xué)模型，分析了層流、過(guò)渡流以及湍流狀態(tài)下圓管內(nèi)部流動(dòng)阻力的主要來(lái)源。張川[7]和Zhuang等[8]針對(duì)窄通道流動(dòng)阻力特性開展了大量的實(shí)驗(yàn)研究。王嘉興[9]利用直接數(shù)值模擬的方法計(jì)算了超聲速來(lái)流條件下平板邊界層的轉(zhuǎn)捩。張永興[10]對(duì)曲面邊界層轉(zhuǎn)捩過(guò)程開展了實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究。陳燦平[11]提出了基于層流動(dòng)能概念和k-ω湍流模型而發(fā)展的一種新型模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)捩。目前對(duì)于棒束通道轉(zhuǎn)捩情況的研究開展較少，相關(guān)研究主要是對(duì)棒束總體的沿程阻力特性進(jìn)行分析[12-14]，但并未具體分析棒束流體轉(zhuǎn)捩點(diǎn)不明顯這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

因此，本文擬對(duì)棒束通道內(nèi)轉(zhuǎn)捩點(diǎn)不明顯的原因進(jìn)行仿真研究，利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并進(jìn)一步研究不同子通道及子通道不同位置的速度、摩擦阻力、湍流強(qiáng)度等參數(shù)對(duì)流動(dòng)轉(zhuǎn)捩的影響。

1 幾何模型與網(wǎng)格劃分

1.1 幾何模型

由于棒束通道幾何結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，可認(rèn)為同一水平截面的壓力分布具有對(duì)稱性，為提高計(jì)算效率，選取右下方1/4截面部分建模。幾何模型與實(shí)驗(yàn)本體截面參數(shù)保持一致。圖1為棒束通道幾何模型與數(shù)值模擬選取的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置及坐標(biāo)系。

選取4根棒周向不同角度位置以研究棒束通道不同棒束不同位置的轉(zhuǎn)捩規(guī)律。監(jiān)測(cè)點(diǎn)成對(duì)存在，分別位于上下兩個(gè)監(jiān)測(cè)平面上，兩平面間距為0.15 m。如圖1所示，棒A每隔15°選取1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；棒B、C、D隔45°或135°選取監(jiān)測(cè)點(diǎn)。選取的監(jiān)測(cè)點(diǎn)分兩類：一類為位于距棒圓心5.25 mm圓周上的紅色點(diǎn)；一類為位于相同角度棒A壁面處的藍(lán)色點(diǎn)。同時(shí)，為研究不同子通道的阻力特性，選取圖1所示4個(gè)子通道進(jìn)行分析。

圖1 幾何模型與監(jiān)測(cè)位置Fig.1 Geometric model and measurement position

1.2 網(wǎng)格劃分

仿真采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分。對(duì)于近壁面流動(dòng)計(jì)算，壁面網(wǎng)格的劃分較為重要，不同壁面處理方式對(duì)壁面網(wǎng)格劃分要求不同。本文采用平滑過(guò)渡，控制壁面處y+值小于5(即第1層網(wǎng)格質(zhì)心到壁面的無(wú)量綱距離)。通過(guò)調(diào)節(jié)單元格尺寸以及附面層數(shù)建立了4種網(wǎng)格模型，網(wǎng)格主要參數(shù)設(shè)置列于表1。

表1 主要網(wǎng)格參數(shù)Table 1 Parameter of main grid

圖2 網(wǎng)格敏感性分析Fig.2 Sensitivity analysis of grid

選取截面2的湍動(dòng)能k與湍流強(qiáng)度I，采用SSTk-ω模型對(duì)4種網(wǎng)格模型進(jìn)行敏感性分析，結(jié)果示于圖2?？煽闯?，隨著網(wǎng)格數(shù)量的增加，4種方案的計(jì)算結(jié)果逐漸收斂，方案3與方案4的最大相對(duì)偏差低于0.4%，可認(rèn)為方案3滿足網(wǎng)格無(wú)關(guān)性，因此本文選取的網(wǎng)格數(shù)量為300萬(wàn)。

2 分析方法與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

2.1 數(shù)據(jù)處理方法

本文主要對(duì)子通道阻力系數(shù)及湍流強(qiáng)度等特性進(jìn)行分析。其中棒束通道內(nèi)壓降Δp由重位壓降Δpg、加速壓降Δpa、摩擦壓降Δpf、局部壓降Δpp組成(式(1))。重位壓降是由于重力勢(shì)能的變化而引入的壓降，由式(2)計(jì)算。由于流動(dòng)截面不變，沒有加速度，因此無(wú)加速壓降與局部壓降。摩擦壓降定義如式(3)所示，由此可根據(jù)式(4)計(jì)算沿程阻力系數(shù)。

Δp=Δpg+Δpa+Δpf+Δpp

(1)

Δpg=gρ(z2-z1)

(2)

(3)

(4)

式中：g為重力加速度；ρ為流體密度；z1和z2分別為截面1和2的高度；λ為沿程阻力系數(shù)，對(duì)于特定幾何結(jié)構(gòu)，沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān)，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)或數(shù)值模擬獲得不同雷諾數(shù)對(duì)應(yīng)的沿程阻力系數(shù)；L為流道長(zhǎng)度；V為流體入口流速；Dh為水力直徑；A為流道橫截面積；P為濕周。

湍流強(qiáng)度I與湍動(dòng)能k均為衡量轉(zhuǎn)捩的重要條件。湍流強(qiáng)度I定義為脈動(dòng)速度均方根與平均速度的比值，如式(5)所示。湍動(dòng)能k體現(xiàn)為速度與湍流強(qiáng)度的耦合作用，計(jì)算公式如式(6)所示。

(5)

(6)

2.2 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)在棒束通道PIV流動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)測(cè)控系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)回路組成，如圖3所示。實(shí)驗(yàn)工質(zhì)為常溫去離子水，在變頻器的控制下，實(shí)驗(yàn)工質(zhì)經(jīng)過(guò)水泵流入實(shí)驗(yàn)本體后返回水箱，完成1個(gè)循環(huán)。在實(shí)驗(yàn)本體外壁設(shè)置2個(gè)垂直距離15 cm的取壓孔以測(cè)量上、下游壓強(qiáng)，壓降采用壓差變送器(量程為2 kPa，精度為0.1%)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)本體為5×5棒束通道，棒直徑為9.5 mm，棒間距為12.6 mm，流道尺寸為64.1 mm×64.1 mm，流道的水力直徑約為9.752 mm。

圖3 棒束通道試驗(yàn)系統(tǒng)Fig.3 Rod bundle test facility

將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果根據(jù)式(4)計(jì)算得出沿程阻力系數(shù)，并與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 充分發(fā)展段驗(yàn)證

為驗(yàn)證所選區(qū)域已達(dá)到充分發(fā)展，對(duì)入口下游不同位置靜壓與速度進(jìn)行了縱向?qū)Ρ?，結(jié)果如圖4所示?？梢?，入口效應(yīng)對(duì)靜壓的影響范圍較小，同一入口雷諾數(shù)下靜壓隨距入口長(zhǎng)度的增大而線性減小，這體現(xiàn)了沿程摩擦阻力的影響。由速度分布可見，流體在入口下游約0.25 m(約25Dh)處達(dá)充分發(fā)展，因此本文選取距入口0.25～0.4 m范圍的壓降計(jì)算沿程阻力，此段不受入口效應(yīng)影響。

為比較不同高度邊界層發(fā)展，對(duì)不同高度子通道間隙流速進(jìn)行對(duì)比。圖5為子通道1棒間隙處速度分布，橫、縱坐標(biāo)均已無(wú)量綱化。圖中邊界層厚度從0.2 m以后已基本一致，可認(rèn)為處于充分發(fā)展階段，本文所選取的分析區(qū)域均在0.2 m以后。

2.4 計(jì)算模型驗(yàn)證

本文選擇工程計(jì)算中常用的湍流模型沿程阻力計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和Blasius經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行比較，分別是標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型、RNGk-ε模型、k-ω模型、SSTk-ω模型，結(jié)果示于圖6。流體溫度為常溫，入口邊界采用均勻流速入口，出口邊界為壓力出口，棒束、本體表面均設(shè)置為無(wú)滑移壁面。

圖4 不同高度處流體參數(shù)Fig.4 Fluid parameters at different heights

圖5 子通道1不同高度處無(wú)量綱速度分布Fig.5 Dimensionless velocity distribution at different heights of subchannel 1

圖6 計(jì)算模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比Fig.6 Comparison between CFD simulation and experimental results

由圖6可看出，棒束內(nèi)沿程阻力系數(shù)與圓管有很大不同，摩擦阻力曲線有一較大的過(guò)渡區(qū)。由于棒束結(jié)構(gòu)的特殊性，復(fù)雜的壁面結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)阻力系數(shù)產(chǎn)生影響，因此二者數(shù)值上也會(huì)有一定差距，但總體上隨雷諾數(shù)的增加二者差距趨于減小。

經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，k-ω系列模型計(jì)算準(zhǔn)確度優(yōu)于k-ε模型，這可能是由于k-ω系列模型對(duì)近壁面湍流模擬較準(zhǔn)確。其中，SSTk-ω模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果最為貼合，一些學(xué)者也提出過(guò)這一觀點(diǎn)[15]。且SSTk-ω模型本身即是用于模擬湍流轉(zhuǎn)捩過(guò)程的四方程轉(zhuǎn)捩模型。因此本文選取SSTk-ω模型進(jìn)行棒束通道轉(zhuǎn)捩計(jì)算。

圖7為棒A周向不同角度不同計(jì)算模型對(duì)湍流強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果。由圖7a可見，不同湍流模型對(duì)湍流強(qiáng)度的敏感性較大。取相同位置處I/I均(I均為所選區(qū)域平均湍流強(qiáng)度)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖7b所示。不同模型主要影響湍流強(qiáng)度大小而不影響分布趨勢(shì)，即同一工況下不同模型的計(jì)算結(jié)果基本一致。綜合以上考慮，選取SSTk-ω模型進(jìn)行計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 速度分析

轉(zhuǎn)捩等湍流特性與雷諾數(shù)緊密相關(guān)，在其余條件一定時(shí)，速度的大小決定雷諾數(shù)的大小，因此要在研究速度分布的基礎(chǔ)上對(duì)湍流特性展開研究。

圖8為子通道不同位置處流體軸向速度云圖與速度分布。其中L1、L2、L4分別位于兩個(gè)中心子通道與邊角子通道正中心位置，L3、L5分別位于邊角子通道間隙的邊角位置，具體位置如圖8所示?？煽闯觯煌行淖油ǖ赖乃俣却笮∨c分布趨勢(shì)相似，這是由于中心子通道的結(jié)構(gòu)都是相同的，因此會(huì)有相似的速度分布以及速度值。對(duì)于邊角子通道，由于本體壁面的影響，此類通道與中心通道速度分布會(huì)有較大區(qū)別。

相比于圓管所有壁面到圓管中心線的距離相同，棒束通道內(nèi)不同子通道的結(jié)構(gòu)均不具備類似于圓管的高度對(duì)稱性。圖9a為圓管與不同子通道的結(jié)構(gòu)，壁面處均用紅線標(biāo)記，黑色虛線處的流體與周圍子通道流體相連。對(duì)于中心子通道，周圍有4根棒存在，會(huì)同時(shí)受到4根棒的圓弧狀邊界層影響；同理，邊子通道會(huì)受到2根棒與壁面邊界層的影響；角子通道會(huì)受到1根棒與2個(gè)壁面的影響。圖9b為邊界層對(duì)速度分布的影響。設(shè)棒壁面邊界層厚度與棒半徑之和為R1、通道壁面邊界層厚度為R2、相鄰棒間距為S1、對(duì)角線棒間距為S2、棒中心與通道壁面距離為S3、棒中心與壁面角距離為S4。棒束中心子通道內(nèi)流體流動(dòng)理論上會(huì)出現(xiàn)如下3種情況：2R1>S2；S1<2R1

圖7 不同模型棒A周向湍流強(qiáng)度對(duì)比Fig.7 Comparison of turbulence intensity around rod A under different models

圖8 流體速度分布Fig.8 Fluid velocity distribution

a——不同子通道結(jié)構(gòu)對(duì)比；b——邊界層對(duì)速度分布的影響圖9 不同子通道結(jié)構(gòu)對(duì)流動(dòng)的影響Fig.9 Effects of different subchannel structures on flow

隨著雷諾數(shù)的增加，邊界層厚度會(huì)不斷變薄，從層流到湍流會(huì)依次經(jīng)歷上述3種情況，第1種情況一般不會(huì)在節(jié)距比較大的傳統(tǒng)棒束中出現(xiàn)。邊界層厚度的變化會(huì)導(dǎo)致中心子通道不同位置流體速度分布具有較大差異。

隨著雷諾數(shù)的增加，邊界層厚度會(huì)不斷變薄，從層流到湍流會(huì)依次經(jīng)歷上述3種情況，但第1種情況一般不會(huì)在S4較大的傳統(tǒng)棒束中出現(xiàn)。因此邊角子通道內(nèi)流體所處空間位置不同，主要受到的壁面影響來(lái)源不同，也會(huì)造成速度分布不均。

通過(guò)對(duì)速度的分析，可看出棒束通道內(nèi)處于不同位置的流體速度，會(huì)受到通道壁面或棒壁面邊界層的耦合影響，而速度特性與轉(zhuǎn)捩等湍流特性密切相關(guān)，可認(rèn)為兩種壁面邊界層的耦合影響是導(dǎo)致棒束流體過(guò)渡區(qū)難以分辨的原因之一。

3.2 阻力特性分析

從3.1節(jié)可知，壁面效應(yīng)會(huì)造成不同子通道速度特性產(chǎn)生差異，該差異可能會(huì)對(duì)子通道間阻力特性產(chǎn)生影響，因此本節(jié)對(duì)子通道間阻力特性進(jìn)行分析，該阻力特性已不含入口效應(yīng)。

假設(shè)子通道間橫向流動(dòng)忽略不計(jì)，在這一假設(shè)條件下，對(duì)不同子通道沿程阻力系數(shù)進(jìn)行分析。為證明假設(shè)的合理性，定義了流道長(zhǎng)度內(nèi)流體橫向移動(dòng)的最大距離s與無(wú)量綱橫向移動(dòng)距離ω，計(jì)算公式如(7)、(8)所示。經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，所選取工況中ω均小于0.1%，可認(rèn)為通道間橫向流動(dòng)忽略不計(jì)，子通道均為獨(dú)立個(gè)體。

s=L/v×umax

(7)

ω=s/S

(8)

圖10 不同子通道的沿程阻力系數(shù)影響Fig.10 Influence of different subchannels on resistance coefficient

由3.1節(jié)可知，不同子通道壁面結(jié)構(gòu)對(duì)子通道內(nèi)部流體的耦合影響不同，可能會(huì)導(dǎo)致不同類型子通道的阻力特性各異，因此對(duì)不同子通道沿程阻力進(jìn)行分析。圖10為不同子通道沿程阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化。圖中，子通道1、2為不同位置的中心子通道；子通道3為邊子通道；子通道4為角子通道。雷諾數(shù)為子通道的雷諾數(shù)，壓降選取為該子通道截面1、2間壓降。通過(guò)對(duì)比子通道阻力系數(shù)曲線，中心子通道的轉(zhuǎn)捩雷諾數(shù)可通過(guò)沿程阻力系數(shù)曲線明顯分辨出，此處流體轉(zhuǎn)捩較強(qiáng)，而邊角子通道的轉(zhuǎn)捩過(guò)程受壁面抑制效果更強(qiáng)，導(dǎo)致此處轉(zhuǎn)捩前后曲線斜率變化不大，轉(zhuǎn)捩的影響較弱。3類子通道對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)捩雷諾數(shù)雖不同，從中心子通道到邊角子通道遞減，但由于流速分布也是中心子通道到邊角子通道遞減，對(duì)于同一入口雷諾數(shù)，不同子通道轉(zhuǎn)捩點(diǎn)相差不大，只是轉(zhuǎn)捩對(duì)不同子通道流動(dòng)情況的影響程度不同，因此3類子通道之間的影響互相中和，共同促使了整個(gè)棒束通道從層流進(jìn)入過(guò)渡區(qū)的轉(zhuǎn)捩點(diǎn)不如圓管轉(zhuǎn)捩點(diǎn)明顯。

為進(jìn)一步研究棒周向不同位置轉(zhuǎn)捩特性，選取棒壁面點(diǎn)Ⅰ、點(diǎn)Ⅱ、點(diǎn)Ⅲ、點(diǎn)Ⅳ的壁面摩擦阻力進(jìn)行分析。圖11示出棒A不同周向角度處壁面切應(yīng)力的變化。點(diǎn)Ⅰ處壁面切應(yīng)力大小明顯高于其余3點(diǎn)，此現(xiàn)象與Bae等[16]的結(jié)論相同。在點(diǎn)Ⅰ附近流場(chǎng)區(qū)域會(huì)受到較大切應(yīng)力的影響，即此處有更大的速度梯度并帶來(lái)更多擾動(dòng)，使得此位置附近流體的湍流擾動(dòng)高于點(diǎn)Ⅳ附近，導(dǎo)致沿棒周向流體湍流發(fā)展的程度各異。

圖11 周向位置壁面切應(yīng)力分布Fig.11 Circumferential position wall shear stress distribution

綜上分析，轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象在不同類型子通道對(duì)流態(tài)的影響強(qiáng)弱不同，中心通道受到的影響更強(qiáng)；對(duì)于同一子通道周向位置，子通道中心附近棒壁面切應(yīng)力更大，會(huì)對(duì)此處流體帶來(lái)更多擾動(dòng)，造成棒周向流體湍流發(fā)展程度不均勻。這種不均勻性會(huì)導(dǎo)致棒束內(nèi)流動(dòng)轉(zhuǎn)捩點(diǎn)不明顯。

3.3 湍流強(qiáng)度分析

根據(jù)Bae等[16]的研究，棒束通道內(nèi)部存在阻力分區(qū)的現(xiàn)象，即沿同一根棒的周向不同角度會(huì)存在不同的壁面切應(yīng)力，靠近子通道邊緣處棒壁面切應(yīng)力最低，子通道中心處棒壁面切應(yīng)力最高?？赏浦牧鲝?qiáng)度的分布亦會(huì)出現(xiàn)沿棒周向分區(qū)的現(xiàn)象，因此本節(jié)針對(duì)不同空間位置流體湍流強(qiáng)度特性進(jìn)行分析。

圍繞棒A周向距棒壁面0.5 mm處取點(diǎn)，其周向湍流強(qiáng)度與速度分布示于圖12。速度與湍流強(qiáng)度沿周向分布具有相似性：子通道邊緣處(0°或90°)由于流通面積小和受到壁面影響更大的雙重作用，導(dǎo)致速度與湍流強(qiáng)度低于子通道中心處(45°)相應(yīng)參數(shù)。這說(shuō)明沿棒周向子通道中心附近的湍流強(qiáng)度高于同一工況下子通道邊緣湍流強(qiáng)度，湍流強(qiáng)度表征了流體微團(tuán)的脈動(dòng)程度，湍流強(qiáng)度越高，流體越趨向于湍流。這種棒周向湍流強(qiáng)度不均勻性會(huì)影響棒束內(nèi)部整體的轉(zhuǎn)捩情況。

圍繞棒C周向距棒壁面0.5 mm處取點(diǎn)，其周向湍流強(qiáng)度與速度分布示于圖13，圖中0°～90°位于角子通道，90°～180°位于邊子通道。當(dāng)雷諾數(shù)較低時(shí)，角子通道的湍流強(qiáng)度遠(yuǎn)低于邊子通道，這是基于兩道通道壁面與棒壁面共同抑制作用的結(jié)果，當(dāng)流動(dòng)逐漸發(fā)展為湍流時(shí)，角子通道的湍流強(qiáng)度將明顯增加并逐漸接近于邊子通道湍流強(qiáng)度，但在所研究雷諾數(shù)范圍內(nèi)，邊子通道湍流強(qiáng)度均大于角子通道湍流強(qiáng)度。這說(shuō)明了不同類型子通道之間湍流強(qiáng)度的不均勻性，子通道間湍流強(qiáng)度不均勻性相互作用也是棒束內(nèi)流體整體上轉(zhuǎn)捩點(diǎn)不如圓管明顯的原因之一。

綜上分析，由于壁面抑制作用導(dǎo)致的棒束通道流體湍流強(qiáng)度不均勻性是棒束轉(zhuǎn)捩點(diǎn)不明顯的原因之一，該不均勻性總體上會(huì)呈現(xiàn)：中心子通道流體湍流強(qiáng)度高于邊子通道湍流強(qiáng)度高于角子通道湍流強(qiáng)度；靠近子通道中心處流體湍流強(qiáng)度高于靠近子通道邊緣處流體湍流強(qiáng)度。

圖12 棒A周向湍流強(qiáng)度與速度分布Fig.12 Distribution of turbulence intensity and velocity in rod A circumferential direction

圖13 棒C周向湍流強(qiáng)度與速度分布Fig.13 Distribution of turbulence intensity and velocity in rod C circumferential direction

4 結(jié)論

本文采用實(shí)驗(yàn)與CFD數(shù)值模擬的方法對(duì)5×5棒束通道內(nèi)的流動(dòng)轉(zhuǎn)捩特性進(jìn)行了研究，獲得了棒束通道不同子通道及同一子通道不同位置湍流強(qiáng)度與沿程阻力系數(shù)等參數(shù)的變化規(guī)律，得到以下結(jié)論。

1) 由于棒束通道壁面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁面效應(yīng)的互相影響會(huì)使得不同子通道以及子通道不同位置的速度等流動(dòng)特性分布不均。

2) 由于壁面對(duì)流體的抑制作用，棒束通道內(nèi)部轉(zhuǎn)捩不是同時(shí)發(fā)生的，具體表現(xiàn)為：從子通道中心轉(zhuǎn)捩發(fā)展到棒壁面附近轉(zhuǎn)捩；不同類型子通道流體受轉(zhuǎn)捩影響的程度也有所不同。轉(zhuǎn)捩發(fā)展的不同步性，會(huì)引起棒束通道流動(dòng)的轉(zhuǎn)捩點(diǎn)不明顯。

3) 棒束通道內(nèi)湍流強(qiáng)度不均勻，總體上會(huì)呈現(xiàn)：中心子通道流體湍流強(qiáng)度高于邊子通道湍流強(qiáng)度高于角子通道湍流強(qiáng)度；靠近子通道中心處流體湍流強(qiáng)度高于靠近子通道邊緣處流體湍流強(qiáng)度。這一不均勻性也會(huì)使得棒束通道轉(zhuǎn)捩點(diǎn)不明顯。