如何在FLUENT中显示导热路径（附UDF代码）

1 引言

在导热计算时，为了直观地显示出热量是如何传导的，可考虑输出热量的传递矢量，就像速度矢量一样。ANSYS WORKBENCH传热计算后处理可以直接显示处热流方向，而FLUENT自带后处理却没有这个功能。本案例通过UDF定义自定义矢量（custom vectors）来显示热流（密度）矢量。

2 问题分析

建立下图所示0.1m×0.1m二维平面模型，固体材料的导热系数为10W/m•K，各向同性。

3 计算结果

      3.1 温度

温度云图如下。

      3.2 热流矢量

我们知道，导热热流密度的计算公式为，实际上，这个公式计算的是x方向的热流密度，真实的热流密度是一个矢量，包含x、y和z方向。因此可以考虑用UDM存储各个方向的热流密度，再进行用户矢量定义。对于该二维问题，可参考速度矢量。x方向变量为qx（速度为vx）,存储在UDM0，y方向为qy（速度为vy）存储在UDM1，矢量颜色用热流值即x和y方向的平方根（速度为x和y方向速度的平方根），存储在UDM2。用户自定义矢量面板如下

热流密度矢量如下。

       热流流线（底色为温度云图）如下

      从以上两图可以明显地看到热量的传递路径，对于后处理分析具有不错的效果。

参考文献：

[1]FLUENT帮助文档

[2]杨世铭,陶文铨.传热学(第4版)[M].北京:高等教育出版社

[3]陶文铨.数值传热学[M].西安:西安交通大学出版社

附录 UDF代码

DEFINE_SOURCE(heattransfer,c,t,dS,eqn)
{
  real lamda=C_K_L(c,t);
  real source=0; //各UDM以源项的形式加载于计算域，源项值设置为0
  C_UDMI(c,t,0)=-lamda*C_T_G(c,t)[0]; //x方向热流密度
  C_UDMI(c,t,1)=-lamda*C_T_G(c,t)[1]; //y方向热流密度
C_UDMI(c,t,2)=sqrt(C_UDMI(c,t,0)*C_UDMI(c,t,0)+C_UDMI(c,t,1)*C_UDMI(c,t,1));  //热流密度值
  dS[eqn]=0;
  return source;
}