414-基于相变材料回填并考虑地下水渗流影响的U形地埋管换热器（地源热泵）换热仿真
备注：模型参数同404案例。
01
模型图
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仿真工况
入口条件：流体速度0.6m/s，velocity inlet，水温36℃，直径26mm。
土壤原始温度：16℃。
计算域外围和底部设为初温16℃，计算域顶部设为绝热边界。
03
网格图
使用ANSYS MESH制作混合网格（六面体、三棱柱和四面体）。
说明：实际应用时需要进行网格无关性验证，以便选取合适的网格数量（兼顾计算速度和计算质量）。
04
仿真基本设置
1 瞬态计算，并考虑重力影响。
2 使用标准KE湍流模型。
3 打开能量方程。
4 为不同区域创建不同材质。
主要是创建管道、土壤和回填层的材质。
5 将不同材质分别赋给不同的域。
6 设置入口速度和温度条件。
0.6m/s和36℃。
7 设置出口条件
根据实际选择使用OUTFLOW。
或压力出口条件，出口回流温度16℃（土壤温度）。
8 设置壁面条件
其中上表面可设置为外界（空气）温度，底面和侧面可设置为土壤温度（定温边界）。
9 可根据实际需要设置对某些位置的温度监测。
监测出口和坐标为（xi,0,20）的点温度，其中xi=0，0.5，1，1.95。单位：米
10 求解算法设置
11 初始化并赋初温。
在全局初始化时，直接给定初温16度。
12 设置时间步长。
13 基于相变回填的仿真设置
使用相变回填材料时，参考如下 设置：
（1）创建相变回填材料
（2）打开凝固/熔化模型
（3）将回填区域设置为流体域，并将上述的回填材料赋给回填区。
14 考虑渗流的仿真设置
考虑渗流时，土壤区域参考如下设置：
（1）土壤渗流多孔介质区域设置
（2）渗流速度设置
05
基本结果
1、Case A1普通换热仿真结果
1天内时间步长60s，1天后，时间步长86400s。
（1）1天的监测曲线
（2）301天结果
2、Case A2基于相变回填的换热仿真结果
（1）1天结果
（2）301天结果
3、Case A3考虑土壤中地下水渗流的仿真结果
（1）1天结果
（2）301天结果
4、Case A4基于相变回填并同时考虑地下水渗流的仿真结果
（1）1天结果
（2）301天结果
06
结果对比
（1）工况说明
（2）水平截面温度分布对比
（3）监测说明
出口命名为out，前述的四个坐标为（xi,0,20）的监测点（其中xi=0，0.5，1，1.95），分别命名为P1、P2、P3和P4。
例如下述图中，“A1-P1”指的是A1工况下P1监测点的温度数据。
（4）不同工况下监测数据对比
出口温度数据：
所有监测点温度：
A1工况监测点数据：
A2工况监测点数据：
A3工况监测点数据：
A4工况监测点数据：
不同工况下P1监测点数据对比：
不同工况下P2监测点数据对比：
不同工况下P3监测点数据对比：
不同工况下P4监测点数据对比：
07
软件版本
Workbench2022R2-SCDM（模型处理）-ANSYS MESHING（网格）-FLUENT（仿真）
