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Fluent expression定义电池的条件热源（秒杀UDF）

LEVEL水平线仿真

2年前浏览3164

引子

前两天一位粉丝想要对电池定义一个条件热源（需要用到if语句，当电池最小温度小于某一温度时，热源为S1，高于这一温度时热源为S2）由于热源稍微复杂一些，花费了大量时间与精力去调试UDF结果还是没有走通。而采用Fluent的表达式功能只用了两分钟就搞定了，对于大多数的边界条件定义及热源定义expression几乎都可以胜任，并且只需要花费极少的时间写表达式。

问题描述

电池为18650单电池，分为tab区和cell区。当电池最小温度小于某一温度时，热源为S1，高于这一温度时热源为S2。从而让电池的最小温度始终在某一温度范围内波动。

1.几何与网格

在SCDM中建立如下图所示的18650电池，并采用SCDM meshing划分全六面体网格（对于纯固体导热而言没必要划分如此密的网格，强迫症又犯了）。

2.求解器设置

在Solution模式下，勾选3D-双精度，设置工作路径，打开Fluent并读取网格文件

选择压力基求解器，瞬态

3.材料介质及计算域的设定

固体材料采用默认的铝（目的是演示表达式功能，因此材料就随意设置了）

将cell1和tab更改为固体

设置cell1的热源为条件热源，采用表达式定义

表达式为：IF(Minimum(StaticTemperature,["cell1"])<303[K],10000000[Wm^-3],100[W m^-3])

边界条件设置

4.边界条件设置

设置cell_1_2壁面为对流边界，环境温度为290K，对流换热系数1000（随意给的值，不要太过纠结）

5.求解控制并监测温度

在Controls-Equations下，取消勾选Flow和Turbulence。因为此处不涉及流体计算，因此将与流动相关的方程全部关闭

监测cell1的最小温度，最大温度，平均温度随时间的变化

cell1的温度最大值，和平均值设置如上（重复操作，不进行展示）

不使用残差作为收敛的标准

6.初始化

将电池整体温度初始化为280K

7.求解计算

8.结果确认

最小温度随时间变化情况，从图中可以看到cell1的最小温度一旦超过303K，热源立刻减小为100W/m3，生热量远小于对流换热系数为1000时的散热量，温度迅速下降，温度小于303K时，热源切换为10000000W/m3.表达式功能不需要复杂的UDF编写，无需编译，使用起来是不是非常方便！

来源：新能源热管理技术

Fluent UDF 新能源材料控制

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：2022-09-19

最近编辑：2年前

LEVEL水平线仿真

硕士 | 热管理工程师公众号LEVEL电池热管理技术

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