学生用fluent介绍培训06传热模型

1、培第六节：培第六节：传热模亚太科技）raGlobalCompany PERA能量方壁面边界条共能量方壁面边界条共轭传薄壁和双面自然对辐射模-输raGlobalCompany PERA能量输运方程质量的能量E能量输运方程质量的能量E对可压缩性流体，或者密度基求解器，总是考虑压力做功和动能。对令加入力基求解器计算不可压流体，这些项被忽略，可以用下raGlobalCompany PERA能计算固体域的能计算固体域的导能量方程h显焓固体域的各向异性导热系数（压力基求解器raGlobalCompany PERA五类热边界五类热边界条模拟外部环境的对流（用户定义换热系数模拟外部环境的辐射（用户定义外部发射

2、率和辐射温度 结合壁面材料和厚度可以定为一维或壳导热计raGlobalCompany PERACHT固体域的导热和流CHT固体域的导热和流体域的对流换热耦在流体/固体交界面使用耦合边界 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问题设置-在固体问题设置-在固体域加入热源模拟电的生成raGlobalCompany PERAAir(fluidConvection1.5W/m2 298Air(fluidConvection1.5W/m2 298Kfreestream Front(solidzone)Elect.Component (solid zone)2WattsConvection1.5W/m2 298Kfreestream (imagemi

4、rroredaboutsymmetryraGlobalCompany PERA可替代的策略为可替代的策略为模拟壁面为一有厚度面 (Thin Wall 这时，不需对固体域划分网raGlobalCompanyPERAvs. 对固体板划分网在固体域求解能量方程Fluid(withSolidWalldirectlyaccountedEnergyvs. 对固体板划分网在固体域求解能量方程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壳导热模型处理导的求解器创建额外的导热壳导热模型处理导的求解

6、器创建额外的导热固体属性必须是常数，能和温度相S(cellraGlobalCompanyPERA当流体加热后密度变当流体加热后密度变化时，发生自然对是由密度差引起的重力驱动有重力存在时，动量方程的压力梯度和体积力项重写为其raGlobalCompany PERABoussinesqBoussinesq BoussinesqBoussinesq 适用于密度变化小的情况(例如，温度在小范围内变化对许多自然对流问题，Boussinesq常密度假设减少了非线性密度变化较小时适合不能和有化学反应的组分输运方程同时使用对稳态问题，必须使用 Boussinesq 模型非稳态问题，可以使用 Boussines

7、q 模型或者理想气体模raGlobalCompany PERA定义密度模Boussinesq激活重力项设置操作温度 选择Boussinesq模型，输入密度值0.设置热膨胀系数 (idealgas, Redlich-Kwong,设置操作密度FLUENT从单元平均中计0raGlobalCompany PERA Stefan-Boltzmann常数5.6710-8 Stefan-Boltzmann常数5.6710-8 要考虑辐射，需求解辐射强度输运方程 当地流体对辐射能的吸收，以及边界对辐射的吸收，把RTEs和能量方程耦合起 辐射强度I(r,s),FLUENT中有五个辐射模P1 模型and模型Sur

8、face-to-SurfaceraGlobalCompanyPERA计算代P1精DTRM计算代P1精DTRMDOM最精确光学厚DTRM/DOMP1适合光学厚度大的模型. S2S 适合零厚度模型散P1DO颗粒辐P1DOM局部热适合用DTRM/DOM带足够数量的射线/raGlobalCompany PERAraGlobalraGlobalCompany PERA仅适用方向向强度（方向，散射瞬态情timestepspersolarload raGlobalCompanyPERA 粘性耗散引 粘性耗散引起的能量源项缺省的压力基求解器不包括密度基求解器一般包括Brinkman数接近或超过1raGloba

9、lCompanyPERA 多组分 多组分流中因为组分扩散起的能量源项raGlobalCompany PERA 化学反 化学反应流中由于化学反应引起的能量源由于辐射引起的能量源相间能量源项DPM喷雾颗粒raGlobalCompany PERA薄壁模型应向导热，不生成实际的壁面热边界条件应用于外SicWalltemperature (outer surface)(cellThin(noThermalboundary condition on wallWalltemperature (inner surface)raGlobalCompanyPERA薄壁模型应向导热，不生成实际的壁面热边界条件应用于

10、外SicWalltemperature (outer surface)(cellThin(noThermalboundary condition on wallWalltemperature (inner surface)raGlobalCompanyPERA薄壁方法中，壁面厚度不需划分网在两个区域之间模拟薄层的材求解器施加热阻 边界条件施加在外层面erior wall erior薄壁方法中，壁面厚度不需划分网在两个区域之间模拟薄层的材求解器施加热阻 边界条件施加在外层面erior wall eriorwallExterior wall Outerq1orInner surface (ther

11、malboundary conditionspecified q2 orFluidor Fluidor Fluidor dontheinnersurfaceofadontheinnersurfa uncoupled wall/shadoraGlobalCompany PERA角度s上求解辐射角度s上求解辐射输运方程 优势守恒方法能保证粗的离散方式上实现热平最综合性的模型局限性 求解大数量坐标耗费CPU过raGlobalCompany PERA优势相对简优势相对简单的模局限性假设所有表面是漫射的不包括散射求解大数量的射线耗费CPU过多raGlobalCompanyPERAP-1主要假设对P-1主

12、要假设对RTE积分后，和方向不再相关，导出入射辐射的扩优势颗粒、液滴和烟灰的影局限性raGlobalCompany PERASurface-to-Surface(S2SS2S辐射模型用于模拟介Surface-to-Surface(S2SS2S辐射模型用于模拟介质不参与的辐S2S局限性S2S可以使用面族来减少内存使raGlobalCompany PERA .rflANSYS结果文件，读入到ANSYS .rflANSYS结果文件，读入到ANSYStproc Data”及File Options”，读到mmary ”，点击第一行，能看到窗口显示的几何信在 ANSYS 输入窗口，键入下令最后一个命令对

13、应FLOTRAN3D单元，如果你使用二维计算，应改ANSYSMULTIPHYSICSUTITLITY菜单，选择PlotNodesElements, 在 下拉窗口的Results中，选择包括raGlobalCompany PERA输出通过GUITUI输出ANSYS文输出通过GUITUI输出ANSYS文file-文件包括坐标、连接关系及下的标量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 输出文件（file.aba）包括坐标、连接关系、选择的载荷、域组速度、选择的标 输出文件（file.aba）包括坐标、连接关系、选择的载荷、域组速度、选择的标量只对三维模型有效，并且是固体域或固体域的表流体域的传热系数不可写下面命令对做流固交界面分析有file-list-of-list-of-qraGlobalCompany PERA对于ABAQUSNASTRANPATRAN, 选择要写出的载Temperatureand/orHeatFlux来析对于ABAQUSNASTRANPATRAN, 选择要写出的载Temp