文献综述
1.国内外研究现状及发展趋势
1.1国内研究现状
目前，在国内外对串列双圆柱已经有了一系列的研究。对于层流，边界层发展理论已经相对成熟，可以指导部分换热器在此工况下的设计；对于湍流主要以实验研究为主，最早关于近壁插入圆柱对壁面传热强化研究的实验就是在湍流状态下做的，实验得出了圆柱下游壁面传热系数分布情况，经研究发现在壁面湍流边界层内插入圆柱，可以提高圆柱下游壁面的换热率。且换热系数与C/D（圆柱和壁面间距离与圆柱直径的比值）, 雷诺数Re，圆柱直径D有关。随后的实验得到了湍流状态下近壁插入圆柱的速度场，通过研究发现涡的运动是下游壁面传热强化的主要原因。然而对于过渡流下圆柱列模型以及对圆柱列的传热强化机理，目前尚少有系统的研究[1] 。国内学者也有对串列双圆柱的绕流进行了数值模拟分析。詹昊[2]等对不同雷诺数下圆柱绕流进行了仿真计算，并对网格做出了改进，得到了精确的管壁压力曲线，切应力分布以及压力分布图。陈波[3]等对近壁圆柱在湍流状态下扰流尾迹特性进行了实验研究，归纳了单圆柱、并联双圆柱和串联双圆柱的涡结构特征。结果表明：G/D(圆柱距壁面距离/圆柱直径)和壁面边界层的厚度是影响流动结构的主要参数。
1.2国外研究现状
国外学者针对近壁圆柱绕流问题也开展了一些实验研究。Taneda[4]给出了Re数为170时，间隙比为0.1和0.6两种情况下的流动显示结果。在e=0.6时观察到了规则的涡街现象；在e=0.1时只看到了单排的涡旋脱落而未形成涡街。Beaman和Zdravkovich[5]研究了Re数在4.5*104时近壁绕流圆柱体表面平均压力分布，研究表面，当间隙比约小于0.3时，规则涡街脱落受到抑制。此后，Grass[6]等人和Lei[7]等人的研究证实了该临街间隙比的存在。近年来，针对近壁圆柱绕流问题也开展了一些数值研究工作。Lee[8]等人用有限差分法求解基于SGS湍流模式的二维N-S方程。Li[9]等人用大涡模拟法给出了二维和三维N-S方程的有限元解。这两项研究均在Re数为4.5*104的情况下进行，并对平均压力分布的数值结果与实验结果做了定量的比较。Lei和Cheng[10]用有限差分法求解了二维的N-S方程，研究了不同间隙比和不同Re数（80-1000）情况下近壁圆柱绕流的涡旋脱落。陈波等介绍了四种涡旋脱落模式：一，剪切层相互作用模式，这是Gerrard给出的一种尾迹涡街形成机制的物理描述；二，尾迹开放模式，这是Pretty等人采用瞬时曝光法拍摄的由静止起动的圆柱绕流流线谱图发现的；三，二次涡振荡模式是Coutancean等人对圆柱绕流尾涡形成的过程进行了细致的试验研究得出的结果；四，近尾迹绝对不稳定模式，早在1945年Rayleigh就提出，涡街的形成是由于尾迹中的不稳定性引起的。Kobasznay通过实验观测证实了这种说法。以后，许多研究者沿着这一方向做出了进一步的工作[11]。
1.3发展趋势
当然，过渡流下近壁插入串列圆柱绕流实验仍然需要进一步的发展，首先是需要提高PIV图片处理算法的处理效率，因为精度较高的算法大部分都应用了变形迭代，使得算法的计算时间非常长，这也是今后的一个研究重点；其次对于近壁圆柱绕流的其他问题，像圆柱表面压力分布以及圆柱升阻力系数等需要进一步的研究，这将使得对近壁圆柱绕流的问题更为透彻；最后，需要对实验模型开展数值模拟，将两者的结果相互印证，以建立更为准确精细的数学模型。
2.课题研究目的、意义及应用价值
2.1研究目的
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