复合固体层中的辐射与传导

参考资料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例说明

本案例介绍了两层固体域之间的传热和辐射模拟计算，两层固体域之间由半透明壁面隔开。该区域的上游和下游均为对流和辐射边界条件。

计算域：2m X 1 m

物质属性：固体域1：密度2719kg/m3，Specific Heat = 871 J/kg-k，Thermal Conductivity =5.67 W/m-K，Absorption Coefficient: gray-band，Refractive Index = 1.5

固体域2：密度2719kg/m3，Specific Heat = 871 J/kg-k，Thermal Conductivity =5.67 W/m-K，Absorption Coefficient: gray-band，Refractive Index = 3

边界条件：左侧壁面：Convective Heat Transfer Coefficient =56.7 W/m2 K，free stream temperature =1000K，Semi-transparent

右侧壁面：Convective Heat Transfer Coefficient =56.7 W/m2 K，free stream temperature =250K，Semi-transparent

网格划分

采用矩形网格，网格数量为200

计算设置

• 物质属性
  

设置两种固体物质

• 能量方程

激活能量方程

• 边界条件
  

分别为左右两块区域设置物质材料

设置左侧边界壁面

设置右侧壁面边界

设置两固体域之间的壁面边界

上下两侧边界均设置为对称边界条件

计算结果

• 计算域温度场云图

• 计算值与实验值对比

与实验值对比计算域中心线位置的温度值

参考文献

C.M. Spuckler, R. Siegel. “Two-Flux and Diffusion Methods for Radiative Transfer

in Composite Layers”. Journal of Heat Transfer, Vol 118, pp. 218-222, 1996