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CFD|如何在流体分析中考虑浮动floatability

4月前浏览2385

   浮升力是指在传热过程中,由于温度差异引起的物体上升的力。它是由于物体受热后,热量的传递引起的温度差,从而产生的密度差,进而导致物体受到浮力的作用而上升。

   浮升力的产生是基于热传导的原理。热传导是物质内部热量传递的一种方式,是通过分子之间的碰撞和传递来实现的。当物体受热时,其内部分子的平均动能增大,分子之间的碰撞频率增加,进而导致热量的快速传递。这种热传导的过程会使物体的温度分布发生变化,从而产生温度差。

   浮升力的应用非常广泛。在工程领域,浮升力可以用于提高传热效率,例如在换热器中使用浮升力可以加速热量传递,提高换热效果。此外,浮升力还可以用于气体和液体的传输,例如气球和潜水艇的运行原理就是基于浮升力的。在生物学中,浮升力也发挥着重要的作用,例如鱼类和鸟类的浮力调节就是通过调整身体的密度来实现的。

midas  NFX 中与浮动相关的设置有两种

1.通过分析工况/分析控制/模块数据/根据密度的浮动性

勾选“根据密度的浮动性”

Navier-Stokes equation中表示外力(浮力)的rho*g项将被激活。密度的变化是同时考虑温度和压力的影响而计算的。

在下面的公式中,体积V是省略的,因为公式的表达方式是非体积标准,与rho*V*g是同义项(term)。

2.材料定义中输入浮动

除了前面提到的rho*g项之外,以下项包含在方程中

rho*V*g*floatability

因此,如果输入非零浮动率值(floatability),则进一步考虑体积随温度的变化。
理论意义如下

    为了应用自然对流效应,设置了floatability。此时,由于它使用的是无量纲的温度单位系统,因此在通过温度函数方程输入浮动率或材料特性时,必须注意输入值的单位系统。

通常,如果假设自然对流不可压缩,则假设密度差效应仅通过浮力作用于第2.2.2节中规定的动量守恒方程,称为Boussinesq近似。

用户可以直接输入温度变化引起的体积膨胀程度,在应用Boussinesq近似时,可以输入floatability,将密度的方程转换为温度的方程。如果不应用Boussinesq近似,则不必在材料中设置,只需勾选分析控制/模块数据/根据密度的浮动性

结论

没有浮力-->分析控制/模块数据/根据密度的浮动性 X

考虑浮力-->分析控制/模块数据/根据密度的浮动性 O

Boussinesq近似-->分析控制/模块数据/根据密度的浮动性 O+材料中定义浮动率(floatability)

CFD|Boussinesq近似


来源:midas机械事业部
碰撞NFXMIDAS理论材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-06-29
最近编辑:4月前
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