學生用fluent介紹培訓06傳熱模型

1、培第六節(jié)：培第六節(jié)：傳熱模亞太科技）raGlobalCompany PERA能量方壁面邊界條共能量方壁面邊界條共軛傳薄壁和雙面自然對輻射模-輸raGlobalCompany PERA能量輸運方程質量的能量E能量輸運方程質量的能量E對可壓縮性流體，或者密度基求解器，總是考慮壓力做功和動能。對令加入力基求解器計算不可壓流體，這些項被忽略，可以用下raGlobalCompany PERA能計算固體域的能計算固體域的導能量方程h顯焓固體域的各向異性導熱系數(shù)（壓力基求解器raGlobalCompany PERA五類熱邊界五類熱邊界條模擬外部環(huán)境的對流（用戶定義換熱系數(shù)模擬外部環(huán)境的輻射（用戶定義外部發(fā)射

2、率和輻射溫度 結合壁面材料和厚度可以定為一維或殼導熱計raGlobalCompany PERACHT固體域的導熱和流CHT固體域的導熱和流體域的對流換熱耦在流體/固體交界面使用耦合邊界 CoolantstHeatedraGlobalCompany PERAAirTop wall (externallycooled) h = 1.5 W/m2KT =AirTop wall (externallycooled) h = 1.5 W/m2KT =298(onehalfism k=1.0Heatgenerationrateof2 watts (each component)AirV=0.5m/s T

3、= 298 KCircuitboard(externallycooled) k = 0.1 W/mKh=1.5W/m2K T = 298 KraGlobalCompany PERA問題設置-在固體問題設置-在固體域加入熱源模擬電的生成raGlobalCompany PERAAir(fluidConvection1.5W/m2 298Air(fluidConvection1.5W/m2 298Kfreestream Front(solidzone)Elect.Component (solid zone)2WattsConvection1.5W/m2 298Kfreestream (imagemi

4、rroredaboutsymmetryraGlobalCompany PERA可替代的策略為可替代的策略為模擬壁面為一有厚度面 (Thin Wall 這時，不需對固體域劃分網(wǎng)raGlobalCompanyPERAvs. 對固體板劃分網(wǎng)在固體域求解能量方程Fluid(withSolidWalldirectlyaccountedEnergyvs. 對固體板劃分網(wǎng)在固體域求解能量方程Fluid(withSolidWalldirectlyaccountedEnergyequation;Through-thicknesstemperature distribution is calculated.Bid

5、irectionalheatconductionisraGlobalCompany PERAvs. 薄壁方(noWalliscalculatedusingvs. 薄壁方(noWalliscalculatedusinglwallthicknessandmaterialtype. temperature distribution is a Conduction is only calculatedmed to be linear.he wall-directionunlessConductionisraGlobalCompany PERA殼導熱模型處理導的求解器創(chuàng)建額外的導熱殼導熱模型處理導的求解

6、器創(chuàng)建額外的導熱固體屬性必須是常數(shù)，能和溫度相S(cellraGlobalCompanyPERA當流體加熱后密度變當流體加熱后密度變化時，發(fā)生自然對是由密度差引起的重力驅動有重力存在時，動量方程的壓力梯度和體積力項重寫為其raGlobalCompany PERABoussinesqBoussinesq BoussinesqBoussinesq 適用于密度變化小的情況(例如，溫度在小范圍內變化對許多自然對流問題，Boussinesq常密度假設減少了非線性密度變化較小時適合不能和有化學反應的組分輸運方程同時使用對穩(wěn)態(tài)問題，必須使用 Boussinesq 模型非穩(wěn)態(tài)問題，可以使用 Boussines

7、q 模型或者理想氣體模raGlobalCompany PERA定義密度模Boussinesq激活重力項設置操作溫度 選擇Boussinesq模型，輸入密度值0.設置熱膨脹系數(shù) (idealgas, Redlich-Kwong,設置操作密度FLUENT從單元平均中計0raGlobalCompany PERA Stefan-Boltzmann常數(shù)5.6710-8 Stefan-Boltzmann常數(shù)5.6710-8 要考慮輻射，需求解輻射強度輸運方程 當?shù)亓黧w對輻射能的吸收，以及邊界對輻射的吸收，把RTEs和能量方程耦合起 輻射強度I(r,s),FLUENT中有五個輻射模P1 模型and模型Sur

8、face-to-SurfaceraGlobalCompanyPERA計算代P1精DTRM計算代P1精DTRMDOM最精確光學厚DTRM/DOMP1適合光學厚度大的模型. S2S 適合零厚度模型散P1DO顆粒輻P1DOM局部熱適合用DTRM/DOM帶足夠數(shù)量的射線/raGlobalCompany PERAraGlobalraGlobalCompany PERA僅適用方向向強度（方向，散射瞬態(tài)情timestepspersolarload raGlobalCompanyPERA 粘性耗散引 粘性耗散引起的能量源項缺省的壓力基求解器不包括密度基求解器一般包括Brinkman數(shù)接近或超過1raGloba

9、lCompanyPERA 多組分 多組分流中因為組分擴散起的能量源項raGlobalCompany PERA 化學反 化學反應流中由于化學反應引起的能量源由于輻射引起的能量源相間能量源項DPM噴霧顆粒raGlobalCompany PERA薄壁模型應向導熱，不生成實際的壁面熱邊界條件應用于外SicWalltemperature (outer surface)(cellThin(noThermalboundary condition on wallWalltemperature (inner surface)raGlobalCompanyPERA薄壁模型應向導熱，不生成實際的壁面熱邊界條件應用于

10、外SicWalltemperature (outer surface)(cellThin(noThermalboundary condition on wallWalltemperature (inner surface)raGlobalCompanyPERA薄壁方法中，壁面厚度不需劃分網(wǎng)在兩個區(qū)域之間模擬薄層的材求解器施加熱阻 邊界條件施加在外層面erior wall erior薄壁方法中，壁面厚度不需劃分網(wǎng)在兩個區(qū)域之間模擬薄層的材求解器施加熱阻 邊界條件施加在外層面erior wall eriorwallExterior wall Outerq1orInner surface (ther

11、malboundary conditionspecified q2 orFluidor Fluidor Fluidor dontheinnersurfaceofadontheinnersurfa uncoupled wall/shadoraGlobalCompany PERA角度s上求解輻射角度s上求解輻射輸運方程 優(yōu)勢守恒方法能保證粗的離散方式上實現(xiàn)熱平最綜合性的模型局限性 求解大數(shù)量坐標耗費CPU過raGlobalCompany PERA優(yōu)勢相對簡優(yōu)勢相對簡單的模局限性假設所有表面是漫射的不包括散射求解大數(shù)量的射線耗費CPU過多raGlobalCompanyPERAP-1主要假設對P-1主

12、要假設對RTE積分后，和方向不再相關，導出入射輻射的擴優(yōu)勢顆粒、液滴和煙灰的影局限性raGlobalCompany PERASurface-to-Surface(S2SS2S輻射模型用于模擬介Surface-to-Surface(S2SS2S輻射模型用于模擬介質不參與的輻S2S局限性S2S可以使用面族來減少內存使raGlobalCompany PERA .rflANSYS結果文件，讀入到ANSYS .rflANSYS結果文件，讀入到ANSYStproc Data”及File Options”，讀到mmary ”，點擊第一行，能看到窗口顯示的幾何信在 ANSYS 輸入窗口，鍵入下令最后一個命令對

13、應FLOTRAN3D單元，如果你使用二維計算，應改ANSYSMULTIPHYSICSUTITLITY菜單，選擇PlotNodesElements, 在 下拉窗口的Results中，選擇包括raGlobalCompany PERA輸出通過GUITUI輸出ANSYS文輸出通過GUITUI輸出ANSYS文file-文件包括坐標、連接關系及下的標量Density,X,Y,Zvelocity,pre Turbulence kinetic energy, turbulence dissipation rate, turbulentviscosity,effective Thermalconductivit

14、y(laminar,turbulent,Totalreandtemperature, recoefficient,number,streamfunction,heatflux,heattransfercoefficient, wall shear stress, specific heatraGlobalCompany PERA 輸出文件（file.aba）包括坐標、連接關系、選擇的載荷、域組速度、選擇的標 輸出文件（file.aba）包括坐標、連接關系、選擇的載荷、域組速度、選擇的標量只對三維模型有效，并且是固體域或固體域的表流體域的傳熱系數(shù)不可寫下面命令對做流固交界面分析有file-list-of-list-of-qraGlobalCompany PERA對于ABAQUSNASTRANPATRAN, 選擇要寫出的載Temperatureand/orHeatFlux來析對于ABAQUSNASTRANPATRAN, 選擇要寫出的載Temp