导读:Fluent的传导、对流及辐射模拟。
- 相间能量传递 (相变)、共轭换热、粘性耗散热、组分传递
- 模拟一般的对流/传导, 仅需激活Energy方程即可
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- 流体流动时,它携带的热也随之发生输运,这就是所谓的对流换热。
- 能量方程+流动方程的激活,意味着对流的计算被激活,当能量方程激活时,流体中的传导也同时获得了计算。
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- 流体的属性可能由于温度的变化发生大幅变化(比如空气的密度)
- 在壁面处,对流换热系数通过湍流热壁面函数计算
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- 如果边界层存在分离、转捩、滞止等现象,需要准确求解流动和热边界层
- 可以采用较为复杂的湍流模型:k-kL-w,intermittency transition,Transition SST model
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- 当能量方程激活时,Fluent计算流体和固体里面的导热
- 常数 Heat Flux 或 Temperature
- Convection, Radiation, Mixed-外部环境未被模拟的情况下, 用户指定外部的对流换热系数、外部的反射率和辐射温度等条件
- Via System Coupling - 当Fluent在Workbench中通过 System Coupling与其它软件耦合时使用
- Via Mapped Interface-存在特别的 Non-conformal Interface时使用
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壁面是流体域最常见的边界, 同时也是重要的换热边界。Fluent中提供了若干 种模拟壁面换热的方法, 用户并不一定需要针对复杂的壁面划分实体网格。
- 仅考虑壁面的法向导热
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- 与方法 2 的处理方法类似, 但求解器中选择 “Shell Conduction”
- 求解器内部生成一层及以上的虚拟网格单元
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共轭换热的模拟 ( Conjugate Heat Transfer (CHT) ) - 如果流体区域和固体区域共用边界节点 (Spaceclaim中模型进行过Share Topology运算, 两个接 触的几何之间共用边界面), Fluent会在读入网格后自动生成一对wall/wall_shadow
- 如果流体区域和固体区域不共用边界节点, 需要将此处重叠的两个Interface定义为一组 Grid Interface
- 当流体温度发生变化, 在重力的作用下所发生的流动换热:
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指定Operating Conditions面板中的Gravity![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1687575531883_jvygvg.jpg?imageView2/0)
- 开口系统, 密度采用Incompressible Ideal Gas
- 还需指定膨胀系数和操作温度 (此种情况下, 操作密度被忽略, 用户需要设定一个与操作温度所对应的密度)
气体温差较小时, 采用Boussinesq模型![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1687575523508_lk3zr0.jpg?imageView2/0)
选用Incompressible Ideal Gas或Ideal Gas时, 操作密度
热量平衡-收敛的判断
- Total Heat Transfer Rate: 包含 了对流、辐射热流
- 或者等于接近所有外部能量源 (UDF、常数热源、DPM )
- Radiation Heat Transfer Rate: 仅 包含了辐射热流
- 收敛时一般不为 0 , 该值代表了介质 所吸收的能量
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