多孔介质阻力系数求解

本文摘要（由ai生成）：

这篇文档主要介绍了在 CFD 计算中，多孔介质阻力系数的相关概念以及如何求取粘性阻力系数和惯性阻力系数。文档首先介绍了多孔介质的概念和参数关系，然后详细介绍了如何通过试验和函数拟合来求取阻力系数，最后提供了相关的文件。

----图文教程----

在CFD计算中，常需要把部分区域设置成多孔介质，并设置其属性参数。例如动力舱流场分析中的散热片等，那其中都包括哪些参数呢？他们之间又有什么关系呢?

本篇章涉及的多孔介质参数包括_

▊ 风速v

▊ 压降ΔP

▊ 惯性阻力系数C2

▊ 粘性阻力系数1/α

▓ 多孔介质

□多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的一种组合体；

✦没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。

✦比如车辆动力舱中的散热片等，在进行CFD计算时，散热片区域就常被设置成多孔介质来描述其内的流动特性，需要设置各个方向上的惯性阻力系数和粘性阻力系数；

✦这两个系数矩阵被用于确定各方向上压降与速度之间的函数关系，从而利用速度计算压力损失。

▓ 参数关系

✦多孔介质区域的压降与速度之间可以拟合成二项式的形式，具体如下：

其中：

a--称为二次项系数；

b--称为一次项系数；

v--风速，即空气通过多孔介质时的速度，单位m/s；

ΔP--压降，即空气通过多孔介质区域的压力损失，单位Pa；

❆二次项系数a的值为：

❆一次项系数b的值为：

其中：

C2--惯性阻力系数

ρ--流体的密度，单位kg/m^3；

Δn--多孔介质区域厚度，单位m；

1/α--粘性阻力系数；

μ--动力粘度，单位Pa·s(帕秒)；

▓ 阻力系数求取

以上已经介绍了多孔介质参数及参数之间的关系_

☑那我们该如何求取我们需要的粘性阻力系数和惯性阻力系数呢？

✦以散热片为例，多孔介质可通过试验来测试其流通特性；

✦通过试验，我们可以得到最基础的数据，厚度、风速-压降数据、环境温度等_

✦空气的密度和动力粘度等会随着温度的变化而变化，具体数值可参考空气的物理属性表，其数据已放置到Excel表格中；

✦现在最核心的问题就是输入数据(即风速-压降数据)的函数拟合问题_

✦函数拟合的方式有很多，最常用的便是利用excel来完成_

1、选择风速与压降的数据，通过插入_散点图_插入曲线图_

2、点击曲线_右键_添加趋势线_

3、点击曲线_设置趋势线格式_选择多项式、设置截距为0并设置显示公式_

❆本人使用的软件是WPS，Office软件可能会略有不同，但是应该差别不大；

✦通过函数拟合后就可以得到二次项系数a和一次项系数b；

✦通过二次项系数a即可求取惯性阻力系数C2；

✦通过一次项系数b即可求取粘性阻力系数(1/α)；

❆计算公式如图中所示，已输入到Excel表格中，有需要的小伙伴可在篇尾分享链接中查看_

❖本篇章针对散热器，就多孔介质阻力系数的求解进行了简易介绍，详细内容可以查阅Fluent帮助文档_

❖可能会存在理解错误或不足等问题，欢迎指正交流！

❖参数的求解常采用Excel表格进行计算，小伙伴们可根据以上内容自行整理