11-fluent传热模型

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1、传热模型IntroductoryFLUENTTraining大纲EnergyEquation能量方程WallBoundaryConditions壁面边界条件ConjugateHeatTransfer耦合传热Thinandtwo-sidedwalls薄面及两面壁面NaturalConvection自然对流RadiationModels辐射模型Reporting–Export报告－导出能量方程能量输运方程每单位质量的能量E定义为：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/ener

2、gy?能量方程Conduction传导SpeciesDiffusion物质扩散ViscousDissipation粘性耗散能量方程－粘性耗散项能量方程－粘性耗散项由于耗散造成的能量源项viscousheating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时比较重要能量方程－物质扩散项能量方程－物质扩散项由于组分扩散造成的能量源项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能量方程其它项由化学反

3、应引起的能量源项各种组分的生成焓各种组分的体积反应率辐射引起的能量源项相间能量源项包括连续相和离散相之间传热DPM，喷雾，粒子等固体区域的能量方程固体区域的能量方程计算固体区域的热传导能量方程可以使用各项异性的传导率（仅限于压力求解器）壁面边界条件壁面边界条件五种热量条件Radiation辐射外部物体传热给壁面给出发射率和混合组合对流和辐射边界条件壁面材料可以定义一维方向的厚度和导热计算耦合传热耦合传热能够计算固体热传导，并且与流体的对流换热耦合耦合边界条件对任意分隔两个单元体的壁面区域适用GridTemperaturecontoursVelocityvect

4、orsExample--CoolingFlowoverFuelRods耦合传热举例Circuitboard(externallycooled)k=0.1W/m∙Kh=1.5W/m2∙KT∞=298KAirOutletAirinletV=0.5m/sT=298K耦合传热举例ElectronicChip(onehalfismodeled)k=1.0W/m∙KQ=2WattsTopwall(externallycooled)h=1.5W/m2∙KT∞=298KSymmetryPlanes举例－网格和边界条件举例－网格和边界条件FlowdirectionBoard(s

5、olidzone)Chip(solidzone)2WattssourceConvectionBoundary1.5W/m2K298Kfreestreamtemp.Convectionboundary1.5W/m2K298KfreestreamtempAir(fluidzone)举例－问题设置举例－问题设置温度分布（主视图和顶视图）温度分布（主视图和顶视图）FlowdirectionBoard(solidzone)Chip(solidzone)2WattssourceConvectionBoundary1.5W/m2K298Kfreestreamtemp.Con

6、vectionboundary1.5W/m2K298KfreestreamtempAir(fluidzone)FrontViewTopViewFlowdirection耦合传热设置耦合传热设置另一种建模策略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薄壁人工模拟壁厚（在壁的边界条件面板定义）只对内部壁面使

7、用耦合的热边界条件FluidzoneSolidzoneWallzone(withshadow)Fluidzone壁面热阻抗在能量方程中直接得到；壁厚上的温度分布通过计算得到；双向传热计算。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。Wallzone(noshadow)薄壁模式的温度定义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ThermalboundaryconditiononwallStatictemperature(cellvalue)T

8、hinwall(nomesh)Wall