fluent验证案例002：均匀加热管道内的层流流动

本文摘要（由AI生成）：

本文模拟了水银在圆管中的层流流动，并施加均匀热通量。采用二维轴对称模型，设置材料参数和边界条件。通过Fluent求解，得到速度云图和温度云图。将模拟结果与层流解析解进行对比，以验证模拟的准确性。案例文件可通过附件链接下载，供读者参考和学习。

1 问题描述

本例模拟了水银在圆管中的层流流动，并对管壁施加了均匀的热通量。在入口处指定了完全发展的层流速度。将所得到的压降和出口温度与层流解析解进行比较。由于对称，我们只建二维模型的一半。

1.1 几何模型

管道长度为0.1m，半径为0.0025m。

1.2 材料参数

密度：13529kg/m3；比热容：139.3J/kg-k；粘度：0.001523kg/m-s；导热系数：8.54w/m-k。

1.3 边界条件

进口速度：充分发展的层流； 进口温度：300k； 壁面热通量：5000w/m2。

2 解析解

解析解可参考：

  F.M. White. Fluid Mechanics . 3rd Edition. McGraw-Hill Book Co., New York, NY. 1994.

3 fluent求解

3.1 General设置

设置为轴对称模型。

3.2 model设置

打开能量方程，选择层流模型。

3.3 materials设置

材料设置如图所示。

3.4 cell zone conditions设置

修改为流体区域。

3.5 boundary conditions设置

用表达式指定入口速度。

给壁面施加热通量。

3.6 initialization

3.7 calculation

4 结果对比

• 速度云图

• 温度云图

案例文件

下载链接：见附件