Fluent的温度超限处理
问题背景
Fluent 传热仿真的温度范围默认为 1K - 5000K,通常范围是够用的。实际中也会碰到提示温度超限的问题,且很明显不合理。此时,能量方程可能发散也可能不发散。
Fluent 提示温度被限制在 1K(图源:forum.ansys.com)
原因
Fluent 计算能量方程,以内能和焓为计算对象,而不是直接计算温度。温度通过焓和内能的定义进行计算。焓定义为:
内能定义为:
但是能量方程中,热传导的能量传递由温度的梯度直接决定。因此形成了温度和焓直接复杂的数学关系。
处理办法
对于仅温度分布不合理,但是能量方程未见发散的案例,以下调试步骤可依次进行:
- 检查模型有没有很明显的设置错误,例如热源、热边界条件、材料热传导率等
- 在温度大梯度区域对网格进行加密,至少需要保证2-3层单元
- 在命令行输入以下命令,强制关闭温度二阶梯度:(rpsetvar 'temperature/secondary-gradient? #f)