后台阶带传热的湍流流动

参考资料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例说明

本案例模拟了流体流经后台阶的流动和对流换热过程。

计算域：H=1m

物质属性：物质密度为1 kg/m3，粘度为0.0001kg/m-s，导热系数1.408 W/m-K，比热为10,000 J/kg-K

边界条件：入口为充分发展的速度剖面，雷诺数为28000，壁面热通量Q˙= 1,000W/m2

网格划分

采用矩形网格，网格数量为6600

计算设置

本次计算为稳态不可压缩流动。

• 物质属性
  

计算物质设置密度等参数

• 湍流模型
  

选择为RNG k-E湍流模型

• 能量方程

激活能量方程

• 边界条件
  

（1）入口速度边界条件

由Profile文件导入，Profile文件下载地址：

链接: https://pan.baidu.com/s/1YtzxeIW1YwXyTI-5YAzXhQ 密码: muee

（2）下壁面边界条件

计算结果

• 计算域云图展示
  

温度云图

• 计算值与实验值对比

沿下壁面位置处Nusselt Number对比值

参考文献

J.C. Vogel, J.K. Eaton, “Combined Heat Transfer and Fluid Dynamic Measurements Downstream of a Backward-Facing Step”. Journal of Heat Transfer, Vol. 107, pp. 922-929, 1985.