fluent传热模型
fluent多孔介质非平衡热模型
fluent多孔介质非平衡热模型
Fluent多孔介质非平衡热模型是针对多孔介质内部非平衡热传导现象而开发的一种数值模型，常用于研究岩石、煤矿、土壤等多孔介质内部的温度分布和热传输特性。
下面我们分步骤来详述这种模型的原理和应用。
一、多孔介质的物理现象
多孔介质是指由固相和空气、水等流体组成的介质，其物理性质和热传导特性与普通固体有所不同。
在多孔介质内，流体和固相之间的热传导存在着非平衡现象，即流体和固相的温度不相等。
二、Fluent多孔介质非平衡热模型的原理
Fluent多孔介质非平衡热模型通过建立多孔介质中流体和固相之间的能量差，来模拟多孔介质内部的非平衡热传导现象。
具体来说，该模型将多孔介质看作一个由不同孔隙大小和形状的小孔隙组成的连续介质，在计算时考虑每个小孔隙内的流体和固相的温度分布和热传输情况。
在Fluent多孔介质非平衡热模型中，流体和固相之间的能量传递被分解为两个部分：对流传热和固相-流体传热。
其中，对流传热主要是指流体在小孔隙内通过对流传播热量的过程，而固相-流体传热则是指流体与固相之间通过传导传热的过程。
三、Fluent多孔介质非平衡热模型的应用
Fluent多孔介质非平衡热模型在多孔介质热传输领域具有广泛应用。
如在岩石、土壤中的热传输现象研究中，该模型可用于模拟地下水热交换、地热能利用等方面的问题。
此外，该模型在生物医学领域中的应用也逐渐增多，如可用于模拟组织和器官内部的热代谢过程，进而帮助医学研究者预测疾病的发展趋势。
综上所述，Fluent多孔介质非平衡热模型是一种有效描述多孔介质内部非平衡热传导现象的数值模型，其应用对地下热交换、组织生物学等领域具有深远的意义。
fluent传热系数
fluent传热系数
FLUENT是一种流体力学仿真软件，用于模拟和分析流体和传热问题。
传热系数是其中一个重要的参数，用于描述热量传递的速率。
在FLUENT中，可以通过以下方式获取传热系数：
1.壁面热通量（Wall Heat Flux）：可以通过FLUENT中的壁面
条件设置检查壁面的热通量。
传热系数可以从壁面热通量
中计算得到。
2.热通量梯度（Heat Flux Gradient）：传热系数可以通过壁面
的热通量梯度在表面上的变化率来计算。
FLUENT提供了
在监控面板或者通过后处理工具进行结果分析时，查看壁
面上的热通量梯度。
3.对流传热模型（Convective Heat Transfer Model）：FLUENT
提供了多种对流传热模型，如湍流模型和辐射传热模型等。
这些模型通常包含了与传热系数相关的物理参数，并提供
相关的计算值。
在FLUENT中，用户可以根据具体的模拟和分析需求选择适当的方式来获得传热系数。
这些方法可以用于计算不同壁面的传热系数，或者在不同条件下计算传热系数的变化。
需要注意的是，在设置和解决传热问题时，应该根据具体情况选择合适的模型和边界条件。
此外，在获取传热系数时，还需要对结果进行验证和合理性检查，以确保计算得到的传热系数是可靠和准确的。
fluent 二维传热计算案例
fluent 二维传热计算案例以下是一个使用 Fluent 进行二维传热计算的案例:。
问题描述：考虑在一块宽为L、高为H的铝板上进行传热计算。
铝板的初始温度为T1，在其左侧和右侧分别有两个绝热墙，其它面都是对流换热。
左侧绝热墙的温度为T2，右侧绝热墙的温度为T3。
假设铝板和绝热墙的热传导系数均为k，空气的热传导系数为h，空气的运动方式为自然对流，并且空气温度均匀。
铝板和绝热墙的热容分别为c1和c2，密度分别为p1和p2。
计算时间为300s，时间步长为0.1s，网格尺寸为0.01m。
计算过程：1.建立几何模型并进行网格划分。
2.定义物理条件及边界条件。
在计算中需要定义以下物理条件：空气的热传导系数h、铝板和绝热墙的热传导系数k、铝板和绝热墙的热容c1和c2、铝板和绝热墙的密度p1和p2、铝板的初始温度T1、绝热墙的温度T2和T3。
在定义边界条件时，需要将铝板的左侧和右侧设置为绝热墙，TOP和BOTTOM设置为对流换热边界，左侧绝热墙的温度为T2，右侧绝热墙的温度为T3。
3.进行计算并输出结果。
在计算过程中，可以观察铝板温度的变化情况，输出的结果可以包括温度分布图、传热速率图等。
参考代码：以下是一个 Fluent 计算铝板传热的示例代码：1.建立几何模型并进行网格划分。
在 Fluent 中可以通过几何模型的绘制工具进行几何建模，在建模过程中应保证模型的准确性和完整性。
2.定义物理条件及边界条件。
输入以下命令对模型中的相应物理属性进行赋值：h=25;。
k_al = 220;。
k_iw = 0.05;。
c_al = 0.9;。
c_iw = 2.0;。
p_al = 2700;。
p_iw = 1000;。
T1=30;。
T2=50;。
T3=80;。
在 Fluent 中可以通过 Edit Boundary Conditions 工具来定义边界条件。
3.进行计算并输出结果。
在 Fluent 中可以通过 Solve -> Iterate 进行计算，计算完成后可以输出结果。
FLUENT传热模拟参考资料整理
FLUENT传热模拟参考资料整理1、在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？判断网格质量的方面有：Area单元面积，适用于2D单元，较为基本的单元质量特征。
Aspect Ratio长宽比，不同的网格单元有不同的计算方法，等于1是最好的单元，如正三角形，正四边形，正四面体，正六面体等；一般情况下不要超过5：1.Diagonal Ratio对角线之比，仅适用于四边形和六面体单元，默认是大于或等于1的，该值越高，说明单元越不规则，最好等于1，也就是正四边形或正六面体。
Edge Ratio长边与最短边长度之比，大于或等于1，最好等于1，解释同上。
EquiAngle Skew通过单元夹角计算的歪斜度，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
最好是要控制在0到0.4之间。
EquiSize Skew通过单元大小计算的歪斜度，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
2D 质量好的单元该值最好在0.1以内，3D单元在0.4以内。
MidAngle Skew通过单元边中点连线夹角计算的歪斜度，仅适用于四边形和六面体单元，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
Size Change相邻单元大小之比，仅适用于3D单元，最好控制在2以内。
Stretch伸展度。
通过单元的对角线长度与边长计算出来的，仅适用于四边形和六面体单元，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
Taper锥度。
仅适用于四边形和六面体单元，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
Volume单元体积，仅适用于3D单元，划分网格时应避免出现负体积。
Warpage翘曲。
仅适用于四边形和六面体单元，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
以上只是针对Gambit帮助文件的简单归纳，不同的软件有不同的评价单元质量的指标，使用时最好仔细阅读帮助文件。
另外，在Fluent中的窗口键入：grid quality 然后回车，Fluent能检查网格的质量，主要有以下三个指标：1.Maxium cell squish: 如果该值等于1，表示得到了很坏的单元；2.Maxium cell skewness: 该值在0到1之间，0表示最好，1表示最坏；3.Maxium 'aspect-ratio': 1表示最好。
Fluent辐射传热模型理论以及相关设置
Fluent辐射传热模型理论以及相关设置目录1概述 (2)2基础理论 (2)2.1专业术语解释： (2)2.2FLUENT辐射模型介绍： (3)2.3辐射模型适用范围总结 (4)3Fluent实际案例操作 (5)3.1Case1-测试external emissivity 使用DO模型计算-2D模型 (5)3.2Case2-测试internal emissivity-使用DO模型计算-2D模型 (6)3.3仿真结论 (10)1概述在传热的仿真中，有时候会不可避免的涉及到辐射传热，而我们对Fluent中辐射模型的了解甚少，很难得到可靠的计算结果。
因此，一直以来，Fluent中的带辐射的传热仿真是我们的一个难点，本专题重点来学习辐射模型的理论，让我们对辐射计算模型有一个深入的了解，以帮助我们攻克这个仿真难点。
2基础理论2.1专业术语解释：在Fluent中开启辐射模型时，流体介质以及固体壁面会出现一些专业的参数需要用户来设置。
在Fluent help中介绍辐射模型时会经常提到一些专业术语。
对这些专业参数以及术语，我们来一一解释：1、Optical thickness（光学深度，无量纲量）：介质层不透明性的量度。
即介质吸收辐射的能力的量度，等于入射辐射强度与出射辐射强度之比。
设入射到吸收物质层的入射辐射强度为I ，透射的辐射强度为e，则T = I/e，其中T为光学深度。
按照此定义，那介质完全透明，对辐射不吸收、也不散射，透射的辐射强度e=入射辐射强度I，即光学深度为T=1，介质不参与辐射。
—摘自百度百科而FLUENT中T=αL，其中L为介质的特征长度，α为辐射削弱系数（可理解为介质因吸收和散射引起的光强削弱系数）。
如果T=0，说明介质不参与辐射，和百度百科中的定义有出入。
但是所表达的意思是接近的，一个是前后辐射量的比值；一个是变化量和入射辐射量的比值（根据Fluent help里的解释，经过介质的辐射损失量=I*T，个人理解，按照此定义，T不可能大于1啊，矛盾。
fluent heat exchange热交换模型介绍
fluent heat exchange热交换模型介绍
"Fluent" 是一种计算流体力学（CFD）软件，而"heat exchange" 则指的是热交换，即在流体中传递热量的过程。
在Fluent 中，可以使用不同的模型和方法来模拟和分析流体中的热交换过程。
热交换模型在Fluent 中涉及到流体流动、传热和传质等多个方面。
以下是一些常见的Fluent 中用于热交换模拟的模型和方法：
1.传热模型：Fluent 提供了多种传热模型，包括传导、对流和辐射传热。
用户可以选择
适当的传热模型，根据系统的特点来模拟热量的传递。
2.壁面热通量：可以在Fluent 中设置不同表面的壁面热通量，以模拟具体区域的热交
换情况。
这对于热交换器、散热器等设备的仿真很重要。
3.热源和热汇：用户可以设置热源和热汇，模拟系统中的加热或散热过程。
这对于热交
换系统的设计和优化非常有用。
4.多相流和相变：在一些热交换系统中，可能涉及到多相流动和相变过程，如蒸发、冷
凝等。
Fluent 支持多相流和相变模型，以更全面地模拟系统中的热交换。
5.换热器模块：Fluent 中有专门的换热器模块，用于更方便地建模和分析换热器的性能，
包括壁面传热系数、温度分布等。
使用Fluent 进行热交换模拟需要用户详细了解系统的几何形状、边界条件、材料属性等信息，并选择合适的模型和参数。
通过模拟，用户可以获得系统内部的流动、温度场等信息，帮助设计和优化热交换设备。
FLUENT全参数设置
FLUENT全参数设置FLUENT是一款流体力学仿真软件，用于通过求解流动和传热问题来模拟和分析各种工程现象。
在使用FLUENT进行仿真之前，我们需要进行全参数设置，以确保所得到的结果准确可靠。
本文将介绍FLUENT的全参数设置，并提供一些适用于新手的建议。
1.计算网格设置：计算网格是FLUENT仿真中最重要的因素之一、合适的网格划分能够很好地表达流场和传热场的特征。
在设置计算网格时，可以考虑以下几个因素：-网格类型：可以选择结构化网格或非结构化网格。
结构化网格具有规则排列的单元，易于生成和细化。
非结构化网格则适用于复杂的几何形状。
-网格密度：根据仿真需求和计算资源的限制，选择合适的网格密度。
一般来说，流动和传热现象较为复杂时，需要更密集的网格划分。
-边界层网格：在靠近流体边界处增加边界层网格可以更准确地捕捉边界层流动的细节。
-剪切层网格：对于具有高速剪切层的流动，应添加剪切层网格以更好地刻画流场。
2.物理模型设置：- 湍流模型：选择合适的湍流模型，如k-epsilon模型、Reynolds Stress Model(RSM)等。
根据流动领域的特点，选用合适的湍流模型能够更准确地预测湍流现象。
- 辐射模型：对于辐射传热问题，可以选择合适的辐射模型进行建模。
FLUENT提供了多种辐射模型，如P1模型、Discrete Ordinates模型等。
-传热模型：根据具体问题，选择适当的传热模型，如导热模型、对流传热模型等。
在选择传热模型时，需要考虑流体性质和边界条件等因素。
3.数值方法设置：数值方法的选择和设置对仿真结果的准确性和稳定性有很大影响。
以下是一些建议：-离散格式：选择合适的离散格式进行数值计算。
一般来说，二阶精度的格式足够满足大多数仿真需求。
-模拟时间步长：选择合适的模拟时间步长以保证数值稳定性。
一般来说，时间步长应根据流场的特性和稳定性来确定。
-松弛因子设置：对于迭代求解的过程，设置合适的松弛因子能够提高求解的收敛速度。
FLUENT-传热模型PPT学习课件
其中
14
自然对流 –Boussinesq 模型
Boussinesq 模型假设流体密度是不变的，只是改变动量方程沿着重力 方向的体积力
– 适用于密度变化小的情况 (例如，温度在小范围内变化).
对许多自然对流问题，Boussinesq 假设有更好的收敛性 – 常密度假设减少了非线性. – 密度变化较小时适合. – 不能和有化学反应的组分输运方程同时使用.
密度值 ρ0. • 设置热膨胀系数 β.
7
问题设置-热源
在固体域加入热源模拟电子部件的生成热
8
温度分布
Temp. (ºF) 426 410 394 378 362 346 330 314 298
Flow direction
Flow direction
Air (fluid zone)
Front View
Convection boundary 1.5 W/m2 K 298 K free stream temp
9
替代的模拟策略
可替代的策略为模拟壁面为一有厚度面 (Thin Wall model). 这时，不需对固体域划分网格
10
对固体板划分网格 vs. 薄壁方法
对固体板划分网格
– 在固体域求解能量方程l. – 板厚度需用网格离散 – 最精确的方法，但需要多计算网格 – 由于壁面两侧都有网格，总是应用耦合热边界条件
第六节：件 共轭传热 薄壁和双面壁 自然对流 辐射模型 报告-输出
2
能量方程
能量输运方程:
Unsteady
Conduction
– 单位质量的能量 E :
Conduction
Species Diffusion
fluent相间质量热量传递heat, mass, reactions -回复
fluent相间质量热量传递heat, mass, reactions -回复以下是一个基于主题"fluent相间质量热量传递heat, mass, reactions"的1500-2000字文章：Fluent软件是一种在流体力学领域非常常用的计算流体动力学（CFD）软件。
它在各种领域，如航天航空、汽车工程、能源、化学过程和环境工程中都有广泛的应用。
其中一个重要的应用领域是相间质量热量传递，它涉及到热量、物质质量和反应的传递和交换。
在CFD模拟中，fluent通过数学模型和计算方法来解决模拟问题。
对于相间质量热量传递问题，需要考虑流体的运动、温度、物料质量的变化和化学反应等因素。
fluent可以基于质量守恒、动量守恒、能量守恒和质量守恒方程的控制方程来进行模拟和计算。
首先，我们需要定义流体的物理属性，如密度、粘度和传导率等。
这些参数将会在模拟过程中使用到，确保计算的准确性和可靠性。
然后，我们需要设定边界条件。
边界条件是计算中非常重要的一步，它们决定了流体和物质在不同区域间的传递和交换方式。
例如，在一个池塘中，我们可以设定底部为固体边界，而顶部为开放边界，使得水分子可以通过顶部进入和离开系统。
此外，我们还可以设置壁面边界，以模拟管道中流体与固体壁面的热量和物质传递。
接下来，我们需要定义传热和传质模型。
热量传递可以通过传导、对流和辐射等多种方式发生。
fluent提供了各种传热模型，如导热方程、湍流方程和多孔介质模型等，以满足不同问题的需求。
此外，物质传递也需要考虑浓度差异和流体运动的影响。
对于化学反应方面，我们可以利用反应速率模型和化学反应器来模拟和计算。
在模拟过程中，我们可以观察和分析各种参数的变化情况。
fluent提供了可视化工具，如流线图、温度图和浓度分布图等，以帮助我们更好地理解问题的本质和特点。
通过分析这些结果，我们可以获得关于流体运动、热量传递和物质传递的详细信息，并优化系统设计和工艺流程。
fluent传热模拟
11.2.1 理论 能量方程 FLUENT 求解如下的能量方程：
r uu r ⎛= r ⎞⎞ ∂ keff ∇ T − ∑ hj J j + ⎜ τ eff • v ⎟ ⎟ + Sh ( ρ E ) + ∇ • v ( ρ E + p) = ∇ • ⎛ ⎜ ∂t ⎝ ⎠⎠ ⎝
(
)
（11.2.1）
其中， keff 为有效导热率（ k + k eff ，其中， k f 为湍流引致的导热率，由模型中使用的湍流 模型确定） 。 J j 为组分 j 的扩散通量。方程 11.2-1 右边的前三项分别表示由于热传导、组分 扩散、粘性耗散而引起的能量转移。 Sh 包含化学反应放（吸）热以及任何其它的由用户定 义的体积热源。 方程 11.2-1 中：
11.5 Buoyancy-Driven Flows 浮力驱动流动
o o
11.5.1 Theory 理论 11.5.2 Modeling Natural Convection in a Closed Domain 封闭区域内自然对流的模 拟 11.5.3 The Boussinesq Model Boussinesq 模型 11.5.4 User Inputs for Buoyancy-Driven Flows 浮力驱动流动的用户输入 11.5.5 Solution Strategies for Buoyancy-Driven Flows 浮力驱动流动的求解策略 11.5.6 Postprocessing for Buoyancy-Driven Flows 浮力驱动流动的后处理
（11.2.6）
上式假定刘易斯数（Le ）＝1，方程右边的第一项包含热传导与组分扩散，粘性耗散作为非 守恒形式被包含在第二项中。总焓的定义为：
fluent流--固耦合传热
一两端带法兰弯管置于大空间内，管外壁与空气发生自然对流换热；内通烟气并与管内壁发生强制对流换热。
结构和尺寸及其它条件如图。
计算任务为用计算流体力学/计算传热学软件Fluent求解包括管内流体和管壁固体在内的温度分布，其中管壁分别采用薄壁和实体壁两种方法处理。
所需的边界条件采用对流换热实验关联式计算。
要求在发动机数值仿真实验室的计算机上完成建立几何模型、生成计算网格、建立计算模型、提交求解、和结果后处理等步骤，并分别撰写计算任务的报告，计算报告用计算机打印。
计算报告包括以下与计算任务相关的项目和内容：(1) ............................... 传热过程简要描述包括传热方式、流动类型等；(2)计算方案分析包括所求解的控制方程及其简化、边界条件及其确定方法和主要计算过程；(3)计算网格简报包括网格划分方案、单元拓扑、单元和节点数量、网格质量等；(4)计算模型描述包括流体物性、边界条件、湍流模型、辐射模型及近壁处理等；(5)求解过程简报包括求解方法、离散格式、迭代过程监控、收敛准则等；(6) ................................................ 计算结果及分析给出下列图表和数据：纵剖面和中间弯管45°方向横剖面上的温度、温度梯度、速度分布图，以及法兰和中间弯管处的局部放大图。
管内壁面上的温度、热流密度和表面传热系数分布，包括三维分布和沿管长度方向上的分布。
..................................................................................................... 总热流量。
由2种数值计算方法求得管内外烟气和空气之间换热的平均传热系数和烟气出口温度，并与工程算法得到的数值对比。
1、传热过程简述计算任务为用计算流体力学/计算传热学软件Fluent 求解通有烟气的法兰弯管包括管内流体和管壁固体在内的温度分布，其中管壁分别采用薄壁和实体壁两种方法处理。
FLUENT-第六节传热模型
T∞ = 298 K
Air inlet V = 0.5 m/s T = 298 K
Symmetry Planes
Air outlet
Electronic Component (one half is modeled)
k = 1.0 W/m∙K
Heat generation rate of 2 watts (each component)
(outer surface)
Wall temperature
(inner surface)
薄壁和两侧(liǎnɡ cè)壁面
薄壁方法中，壁面厚度不需划分网格
在两个区域之间模拟薄层的材料(cáiliào)
求解器施加热阻 x/k
边界条件施加在外层面上
Exterior wall (user-specified thickness)
固体属性必须(bìxū)是常 数，不能和温度相关
Static Temperature (cell value)
Virtual conduction cells
精品PPT
自然(zìrán)对流 当流体加热后密度变化(biànhuà)时，发生自然对流 流动是由密度差引起的重力驱动的 有重力存在时，动量方程的压力梯度和体积力项重写为：: 其中
Circuit board (externally cooled)
k = 0.1 W/m∙K
h = 1.5 W/m2∙K
T∞ = 298 K
精品PPT
问题(wèntí)设置-热源 在固体域加入热源模拟电子(diànzǐ)部件的生成热
精品PPT
温度(wēndù)分布
Temp. (ºF)
426
fluent 塑料的传热系数
fluent 塑料的传热系数摘要：I.引言- 简要介绍fluent- 说明塑料传热系数的重要性II.塑料传热系数的fluent模拟- 介绍fluent模拟的过程- 解释如何在fluent中设置塑料传热系数的模拟- 描述fluent模拟结果的可靠性III.影响塑料传热系数的因素- 分析影响塑料传热系数的因素- 解释这些因素如何影响塑料的传热性能IV.如何提高塑料传热系数的模拟精度- 提出提高fluent模拟精度的建议- 说明如何根据实验数据调整模拟参数V.结论- 总结塑料传热系数的重要性- 重申fluent在塑料传热系数模拟中的重要性正文：I.引言Fluent是一款广泛应用于流体动力学模拟的软件。
在塑料加工领域，fluent可以模拟塑料的传热过程，为优化塑料产品的设计提供有价值的信息。
传热系数是描述材料传热性能的重要参数，因此在fluent模拟中，准确地获取塑料的传热系数是非常关键的。
II.塑料传热系数的fluent模拟在fluent中进行塑料传热系数的模拟，首先需要建立一个适当的模型。
这个模型应该包括塑料的物理和化学特性，例如密度、比热容和热传导系数等。
然后，在模拟过程中，需要设置边界条件，例如温度和热通量等，以及初始条件，例如塑料的温度分布。
最后，通过求解fluent的数值方程，可以得到塑料传热系数的大小。
III.影响塑料传热系数的因素塑料传热系数的大小受多种因素影响，包括塑料的类型、加工方式和温度分布等。
例如，不同类型的塑料具有不同的热传导系数，这直接影响到塑料的传热性能。
此外，加工方式也会影响塑料的传热系数，例如，挤出成型和注塑成型的塑料传热系数可能会有所不同。
温度分布也是影响传热系数的一个重要因素，因为温度分布会影响塑料的热传导性能。
IV.如何提高塑料传热系数的模拟精度要提高fluent模拟塑料传热系数的精度，可以采取以下几种方法。
首先，通过实验测量塑料的热传导系数，可以更准确地了解塑料的传热性能。
fluent流固耦合传热算例
fluent流固耦合传热算例一、fluent简介Fluent是一款专业的流体动力学模拟软件，由美国ANSYS公司开发。
它具有强大的计算能力和广泛的适用范围，可以模拟多种流体流动、传热等问题。
在工程领域、科研单位和高校等领域具有广泛的应用。
二、流固耦合传热概述流固耦合传热问题是指在流体流动过程中，固体壁面与流体之间的热量传递。
这种问题涉及到流体力学、传热学和固体力学等多个学科，具有一定的复杂性。
通过Fluent 软件进行模拟分析，可以得到流场、温度场和应力场等多场耦合的数值解。
三、算例介绍本文将介绍一个简单的流固耦合传热算例，以演示Fluent 的操作方法和注意事项。
算例模型为一个矩形通道，通道内部流动的是水，壁面材料为铜。
通道两侧分别为冷却水进口和出口，冷却水的温度分别为30℃和40℃。
模拟目标是求解通道内水的流速、温度分布以及壁面的热应力。
四、操作步骤及注意事项1.打开Fluent 软件，创建新项目。
2.导入几何模型，本文采用矩形通道模型。
3.定义物理模型，包括流体物性（如密度、比热容等）、壁面材料（如铜）以及冷却水边界条件。
4.划分网格，选择合适的网格类型和密度。
5.设置求解器参数，包括收敛标准、迭代次数等。
6.启动计算，观察结果收敛情况。
7.分析结果，包括流速分布、温度分布以及壁面热应力。
注意事项：1.在设置物理模型时，要确保与实际情况相符。
2.网格划分要合理，以保证计算精度和收敛速度。
3.根据问题特点，选择合适的求解器参数。
五、结果分析与讨论通过Fluent 模拟，得到以下结果：1.通道内水流速分布均匀，无明显涡流产生。
2.通道内温度分布呈现梯度变化，进口处温度较低，出口处温度较高。
3.壁面热应力分布均匀，符合热应力计算公式。
分析与讨论：1.流速分布对传热性能有一定影响，适当提高流速可以增强传热效果。
2.温度分布反映了热量在通道内的传递情况，与实际工程应用中的需求相符。
3.壁面热应力的计算结果可以为工程设计提供参考，以避免因热应力导致的材料损伤或设备故障。
(完整版)Fluent辐射传热模型理论以及相关设置
Fluent辐射传热模型理论以及相关设置目录1概述 (2)2基础理论 (2)2.1专业术语解释： (2)2.2FLUENT辐射模型介绍： (3)2.3辐射模型适用范围总结 (4)3Fluent实际案例操作 (5)3.1Case1-测试external emissivity 使用DO模型计算-2D模型 (5)3.2Case2-测试internal emissivity-使用DO模型计算-2D模型 (6)3.3仿真结论 (10)1概述在传热的仿真中，有时候会不可避免的涉及到辐射传热，而我们对Fluent中辐射模型的了解甚少，很难得到可靠的计算结果。
因此，一直以来，Fluent中的带辐射的传热仿真是我们的一个难点，本专题重点来学习辐射模型的理论，让我们对辐射计算模型有一个深入的了解，以帮助我们攻克这个仿真难点。
2基础理论2.1专业术语解释：在Fluent中开启辐射模型时，流体介质以及固体壁面会出现一些专业的参数需要用户来设置。
在Fluent help中介绍辐射模型时会经常提到一些专业术语。
对这些专业参数以及术语，我们来一一解释：1、Optical thickness（光学深度，无量纲量）：介质层不透明性的量度。
即介质吸收辐射的能力的量度，等于入射辐射强度与出射辐射强度之比。
设入射到吸收物质层的入射辐射强度为I ，透射的辐射强度为e，则T = I/e，其中T为光学深度。
按照此定义，那介质完全透明，对辐射不吸收、也不散射，透射的辐射强度e=入射辐射强度I，即光学深度为T=1，介质不参与辐射。
—摘自百度百科而FLUENT中T=αL，其中L为介质的特征长度，α为辐射削弱系数（可理解为介质因吸收和散射引起的光强削弱系数）。
如果T=0，说明介质不参与辐射，和百度百科中的定义有出入。
但是所表达的意思是接近的，一个是前后辐射量的比值；一个是变化量和入射辐射量的比值（根据Fluent help里的解释，经过介质的辐射损失量=I*T，个人理解，按照此定义，T不可能大于1啊，矛盾。
Fluent辐射传热模型理论以及相关设置
Fluent辐射传热模型理论以及相关设置目录1概述 (2)2基础理论 (2)2、1专业术语解释: (2)2、2FLUENT辐射模型介绍: (3)2、3辐射模型适用范围总结 (4)3Fluent实际案例操作 (5)3、1Case1-测试external emissivity 使用DO模型计算-2D模型 (5)3、2Case2-测试internal emissivity-使用DO模型计算-2D模型 (6)3、3仿真结论 (9)1概述在传热的仿真中,有时候会不可避免的涉及到辐射传热,而我们对Fluent中辐射模型的了解甚少,很难得到可靠的计算结果。
因此,一直以来,Fluent中的带辐射的传热仿真就是我们的一个难点,本专题重点来学习辐射模型的理论,让我们对辐射计算模型有一个深入的了解,以帮助我们攻克这个仿真难点。
2基础理论2.1专业术语解释:在Fluent中开启辐射模型时,流体介质以及固体壁面会出现一些专业的参数需要用户来设置。
在Fluent help中介绍辐射模型时会经常提到一些专业术语。
对这些专业参数以及术语,我们来一一解释:1、Optical thickness(光学深度,无量纲量):介质层不透明性的量度。
即介质吸收辐射的能力的量度,等于入射辐射强度与出射辐射强度之比。
设入射到吸收物质层的入射辐射强度为I ,透射的辐射强度为e,则T = I/e,其中T为光学深度。
按照此定义,那介质完全透明,对辐射不吸收、也不散射,透射的辐射强度e=入射辐射强度I,即光学深度为T=1,介质不参与辐射。
—摘自百度百科而FLUENT中T=αL,其中L为介质的特征长度,α为辐射削弱系数(可理解为介质因吸收与散射引起的光强削弱系数)。
如果T=0,说明介质不参与辐射,与百度百科中的定义有出入。
但就是所表达的意思就是接近的,一个就是前后辐射量的比值;一个就是变化量与入射辐射量的比值(根据Fluent help里的解释,经过介质的辐射损失量=I*T,个人理解,按照此定义,T不可能大于1啊,矛盾。
FLUENT系列资料5之蒸汽喷射器内的传热模拟
蒸汽喷射器内的传热模拟问题描述：该问题为一个蒸汽喷射器的内部流动和热量交换问题。
左侧进入的工作蒸汽12245Pa，下侧进入的引射流体压力为1360.5Pa，右侧出口的压力为6802.5Pa。
该问题中所说的压力皆为相对压力，蒸汽皆为饱和水蒸汽。
喷射器的结构如图1所示。
图1 喷射器结构图在本例中将利用FLUENT-2D的非耦合、隐式求解器，针对在喷射器内的定常流动进行求解。
在求解过程忠，还会利用FLUENT的网格优化功能对网格进行优化，使所得到的解更加可信。
本例涉及到：一、利用GAMBIT建立喷射器计算模型（1）在CAD中画出喷射器的图形（2）将CAD图形输出为*.sat的文件格式（3）用GAMBIT读入上面输出的*.sat文件（4）对各条边定义网格节点的分布，在面上创建网格（5）定义边界内型（6）为FLUENT5/6输出网格文件二、利用FLUENT-2D求解器进行求解（1）读入网格文件（2）确定长度单位：MM（3）确定流体材料及其物理属性（4）确定边界类型（5）计算初始化并设置监视器（6）使用非耦合、隐式求解器求解（7）利用图形显示方法观察流场与温度场一、前处理——用CAD画出喷射器结构图并导入GAMBIT中在CAD中按所给的尺寸画出喷射器的结构图，画完后输出为pensheqi.sat的文件（如图2所示）。
CAD中的操作：文件→输出…. 点击保存到你想保存到的文件夹中图2 输出数据对话框启动GAMBIT ，建立一个新的GAMBIT文件。
操作：File→NEW…此时出现的窗口如图3所示。
在ID右侧的文本框内填入：f:\文件夹名\pensheqi点击Accept后，即建立了一个新的文件。
图3 新文件对话框图4 导入CAD图形对话框第1步：确定求解器选择用于进行CFD计算的求解器。
操作：Solver→FLUENT5/6第2步：导入喷射器的结构图操作：File→Import→ACIS…点击Browse找到刚才从CAD中输出的pensheqi.sat文件，选中后点击Accept即可导入所需的图形。
Fluent辐射传热模型理论以及相关设置
Flｕｅnt辐射传热模型理论以及相关设置目录1ﻩ概述ﻩ2２ﻩ基础理论 (2)2、１专业术语解释:ﻩ22、２ﻩFLUENT辐射模型介绍: (2)2、3ﻩ辐射模型适用范围总结 (2)3ﻩFluenｔ实际案例操作ﻩ23、1ﻩＣａse1-测试ｅxterｎａl emissｉvity使用DO模型计算-2D模型 (2)3、2ﻩCase2-测试ｉnterｎａl ｅmiｓsivity-使用DO模型计算-2Ｄ模型................................................ ２３、3ﻩ仿真结论ﻩ２1概述在传热得仿真中,有时候会不可避免得涉及到辐射传热,而我们对Fluent中辐射模型得了解甚少,很难得到可靠得计算结果。
因此,一直以来,Ｆlｕeｎt中得带辐射得传热仿真就是我们得一个难点，本专题重点来学习辐射模型得理论,让我们对辐射计算模型有一个深入得了解,以帮助我们攻克这个仿真难点。
2基础理论2.1专业术语解释:在Ｆluｅｎt中开启辐射模型时,流体介质以及固体壁面会出现一些专业得参数需要用户来设置。
在Fｌｕeｎｔｈelｐ中介绍辐射模型时会经常提到一些专业术语。
对这些专业参数以及术语,我们来一一解释：1、Oｐtiｃal thickｎess(光学深度,无量纲量):介质层不透明性得量度。
即介质吸收辐射得能力得量度,等于入射辐射强度与出射辐射强度之比。
设入射到吸收物质层得入射辐射强度为Ｉ,透射得辐射强度为e，则T ＝I/e,其中T为光学深度。
按照此定义，那介质完全透明，对辐射不吸收、也不散射,透射得辐射强度ｅ=入射辐射强度I，即光学深度为T＝1,介质不参与辐射。
—摘自百度百科而FＬUＥNT中T=αＬ，其中L为介质得特征长度,α为辐射削弱系数（可理解为介质因吸收与散射引起得光强削弱系数)。
如果T=0,说明介质不参与辐射，与百度百科中得定义有出入。
但就是所表达得意思就是接近得,一个就是前后辐射量得比值;一个就是变化量与入射辐射量得比值(根据Flｕenｔhelp 里得解释,经过介质得辐射损失量=Ｉ*T,个人理解,按照此定义,Ｔ不可能大于１啊,矛盾。
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7-15
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壁面热传导的两种方式
带网格壁面
能量方程在代表壁面的固体 区域上求解 壁面厚度必须网格化 这是最精确的方式，但是需 要更多的网格 因为在壁的两个面上都有单 元体所以经常使用耦合的热 边界条件
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 Aug 2008
另一种建模策略
电路版（board）可以定义为带厚度的壁面（wall） 在这种情况下，不需要给下层的固体区域画网格
壁面热传导的两种方式
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7-12
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温度分布（主视图和顶视图）
Flow direction Air (fluid zone) Convection boundary 1.5 W/m2 K 298 K free stream temp
Reporting – Export 报告－导出
能量方程
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7-2
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壁面传热的壳传导选项
壳传导选项用来激活平面 内部的传导计算 生成了附加的导热单元体 ，但不能显式也不能从 UDF中存取 传导区域的固体属性必须 是常量，不能作为温度的 函数
Static temperature (cell value) Virtual conduction cells
能量方程
能量输运方程
E V E p keff T h j J j eff V t j
Sh
Conduction 传导
Species Diffusion 物质扩散
Viscous Dissipation 粘性耗散
Flow direction Air (fluid zone)
Convection boundary 1.5 W/m2 K 298 K free stream temp
Board (solid zone)
Chip (solid zone) 2 Watts source
Convection Boundary 1.5 W/m2 K 298 K free stream temp.
在基于压力求解器中缺省不含 在基于密度求解器中包含
当Brinkman数接近或超过1时比较 重要
U e2 Br k T
能量方程－物质扩散项
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7பைடு நூலகம்4
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壁面热阻抗使用人工壁厚和材料类型计算 ；壁厚上的温度分布假设是线性的； 传导只在壁面法向方向计算。
薄壁模式的温度定义
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7-16
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•
每单位质量的能量E定义为：
p V2 E h 2
•
能量E中的压力和动能项在基于密度的求解器中会自动加入，在基于压力的求 解器中会忽略，可以通过命令行打开
Define/models/energy?
能量方程－粘性耗散项
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耦合传热举例
Symmetry Planes Top wall (externally cooled) h = 1.5 W/m2∙K T∞ = 298 K Air Outlet
Air inlet V = 0.5 m/s T = 298 K
Electronic Chip (one half is modeled) k = 1.0 W/m∙K Q = 2 Watts Circuit board (externally cooled) k = 0.1 W/m∙K h = 1.5 W/m2∙K T∞ = 298 K
薄壁模式的温度定义
薄壁模式只计算法向传导（没有平面传导），而且没有生成实际 上的单元体 壁面热边界条件在外层得到应用
Static temperature (cell value) Thin wall (no mesh)
Wall temperature (outer surface)
Front View
Board (solid zone) Flow direction
Chip (solid zone) 2 Watts source
Convection Boundary 1.5 W/m2 K 298 K free stream temp.
Top View
耦合传热设置
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举例－网格和边界条件
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举例－网格和边界条件
7-13
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耦合传热设置
另一种建模策略
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7-3
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能量方程－粘性耗散项
由于耗散造成的能量源项
eff V
viscous heating粘性剪切作用产生的 热量 当粘性剪切力大或者高速可压流动 中较重要 通常可以忽略
包括连续相和离散相之间传热 DPM，喷雾，粒子等
E V E p keff T h j J j eff V t j
Sh
固体区域的能量方程
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Temperature contours
Example -- Cooling Flow over Fuel Rods
耦合传热举例
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7-6
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固体区域的能量方程
计算固体区域的热传导 能量方程
h V h k T S h t
举例－问题设置
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7-11
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举例－问题设置
温度分布（主视图和顶视图）
能量方程－物质扩散项
由于组分扩散造成的能量源项
hj J j j
包括由于物质扩散造成的焓的输 运效果 默认在基于密度的求解器中包含 在基于压力的求解器下可以关闭
能量方程其它项
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可以使用各项异性的传导 率（仅限于压力求解器）
(kij T )
壁面边界条件
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大纲
Energy Equation 能量方程 Wall Boundary Conditions 壁面边界条件 Conjugate Heat Transfer 耦合传热 Thin and two-sided walls 薄面及两面壁面 Natural Convection 自然对流