Fluent入门验证案例 | 均匀热通量管道层流仿真(一)
模拟了汞通过圆形管道的层流,在壁面上具有均匀的热通量。在入口处规定了完全展开的层流速度分布。将得到的压降和出口温度与层流的解析计算进行比较。本案例利用Fluent中的层流模型与,设置进行仿真计算。
1 workbench 设置
本案例具体设置如下图:
2 SCDM 设置
2.1 导入几何
本案例的管道模型十分简单,半径为2.5mm,长度为100mm。具体的几何模型与边界条件如下所示:
3 Fluent Meshing 设置
3.1 网格设置
采用SCDM进行网格划分,采用四边形网格划分,并划分相对应的边界层网格。具体的网格划分如下图所示:
4 FLUENT 设置
4.1 General设置与网格导入
首先导入网格,然后勾选为稳态计算,并选择压力基求解器。勾选轴对称选项。

4.2 材料设置
此处选择汞作为流体材料进行相关的仿真计算,相关设置如下如所示:
此处选择层流模型对模型展开仿真计算,其次开启能量模型,具体设置如下图所示:
此处首先需要导入prof文件,点击物理模型,选择Profiles,点击读入,将下图所示文档读入。具体设置如下图:
此处首先需要对入口条件进行设置,将导入的prof文件设置为速度大小,具体设置如下图:
其次对壁面进行设置,点击热量,将热通量设置为5000,具体设置如下图: 4.6 初始化设置
首先进行标准初始化设置,具体设置如下图:
4.7 计算设置
此处进行的计算设置如下:
5 后处理结果
5.1 后处理结果
对管路的计算结果进行可视化处理,温度云图结果如下图所示:对管路的计算结果进行可视化处理,速度云图结果如下图所示:进出口压降计算结果如下图所示,可以发现压降结果为0.9988Pa,温度为340.34K,与相关计算无明显差别,在误差范围内: