耦合场05-简单热固分析(Fluent)

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    本文使用Fluent(2022R1)进行一个简单模型的热固耦合分析。对于热固分析，因为不涉及流体，其实不一定要使用Fluent软件，本问题完全可以使用Mechanical软件进行分析。并且Fluent和Mechanical的分析结果应该高度一致。

    对该问题的分析，相比Mechanical，Fluent中的设置要更为复杂。

01 研究背景

    本文案例来自唐家鹏著《ANSYS FLUENT16.0超级学习手册》，现基于ANSYS 2022 R1重新分析本案例。老案例用新版软件，恰如新瓶装老酒。

02 几何模型

   几何模型如下图所示。直径为50mm的钢球。

03 材料模型

    本文使用到的材料参数如下。

04 网格划分

    网格的整体和局部如下图所示。

05 Fluent设置

    传热问题，打开能量模型。

    定义对流换热系数和环境温度。

    定义钢球的初始温度。

    求解设置。

    松弛因子设置。

    收敛残差设置（残差过小，精度更高，但会加长求解时间）

    创建监视。

06 Fluent后处理

    温度场分布。大概在572-573秒之间，钢球的外表面温度达到573K。并且球心温度比球表面温度大约高2K。

   书中计算结果。