资源描述：
《基于ANSYS的热流体耦合分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2007NO.17科技咨询导报ScienceandTechnologyConsultingHerald工程技术基于ANSYS的热-流耦合分析凌涛(四川大学建筑与环境学院成都610065)摘要:根据纳维-斯托克斯运动方程与能量微分方程对同一物体的流场与温度场进行耦合分析,用有限元法模拟研究流场对温度场的影响。关键词:耦合热分析有限元流场中图分类号:TF526+.4文献标识码:A文章编号:1673-0534(2007)06(b)-0054-021前言下:热单元(只有温度一个自由度)。在实际工程中,温度场的形成要受到很多相关条件的影响,在
2、有水的环境下,流场就是一(4)3实例分析个重要的影响因素,因此对此类问题进行热分3.1有限元模型析时,不能单纯的只考虑能量守衡的热平衡方(5)有一宽2.5cm的电阻35.4Ω的加热薄片程,而应同时考虑在热传递过程中流场的影响。裹在一长度10cm,内径3mm,外径4mm的式中:τ为时间;F、F为单位体积流体xy空心密封钢管中部,放置于一长、宽、高分的体积力在x、y方向的分量;等式左边为惯2热分析原理别为20cm、10cm、10cm的水箱中稳定发性力,右边分别为体积力、总压力梯度和粘2.1ANSYS热分析的基本理论热,钢管导热系数为24
3、.5W/(m·K),密度滞力。为7850kg/m3,比热容0.510kJ/(kg·K)。将所要分析的对象划分为有限个单元(每求得速度场后,由能量微分方程解得温度个单元包含若干个节点),并根据能量守恒定理周围水温为283K,水导热系数为0.58W/场,在流速不高的情况下不考虑流体内摩擦发(m·K),密度为1000kg/m3,比热容4.2kJ/在一定的边界条件和初始条件下计算每个节热率(耗散热),则能量微分方程为:点处的热平衡方程,由此求解各点温度值,继(kg·K),粘滞系数为1.523。对流体给定而进一步计算出其他相关未知量。(6)一
4、个方向的流速(自下而上),在加热薄片上2.2热传递方式施加5v的电压使其恒功率发热,计算在此流体与加热装置接触,由于温差的存在引与连续性方程情况下120s内的温度分布。起热交换,形成对流换热。此过程包括对流对此模型,加热片上热流密度可知,为第(7)作用与导热作用,可用牛顿冷却方程描述:二类边界条件下的瞬态导热问题。采用(1)联解,可求出所需未知量:换热系数h,压ANSYS的FLUID142单元(8节点3维实体)式中:为对流传热中传递的热量,W;h力p,温度t以及u,v。建模利用直接耦合法进行分析,映射网格划为对流换热系数,W/(m2
5、K);T为固体表面温2.4误差分析分,取加热片顶部点为A点,外侧面中部点为s度;T为周围流体的温度;F为固体表面与周围热分析误差估计仅用于评估由于网格B点,底部点为C点,计算模型如图1。f流体接触的面积。密度不够带来的误差;仅适用于固体或壳体的3.2计算结果及分析在固体表面附近,流体速度受粘性作用而降低,尤其是固体表面流体速度近似为无滑移状态,此面上固体与流体之间通过导热方式传递热量。以q表示加热装置表面的热流密度,则由傅立叶导热定律可知:(2)式中:k为流体的导热系数;为该点沿壁面法向流体温度变化率。2.3热－流耦合场计算ANSY
6、S提供两种分析偶合场的方法:直接耦合法与间接耦合法。直接耦合法的耦合单元包含与相应耦合场相关的所有自由度,仅通过一次求解就能求出耦合场的分析结果;间接耦合法又称序贯耦合法,主要通过第一次场分析得到的结果作为第二次场分析的荷载来实现两种场的耦合。由(1)(2)可得(3)根据该换热微分方程,对流换热系数的大小取决于流体的导热能力和温度分布,特别是贴壁处的流体温度变化率,而流体温度变化率则与其自身的运动状态相联系。由此可推知要求解温度场必须先由流体动量微分方程——纳维-斯托克斯运动方程求得速度场。此方程适用于不可压缩粘性流体得层流运动,设
7、x、y坐标方向的速度分量为u、v,压力p,温度t,密度ρ,纳维-斯托克斯运动方程如54科技咨询导报ScienceandTechnologyConsultingHerald2007NO.17ScienceandTechnologyConsultingHerald科技咨询导报工程技术工程施工进度管理软件应用展望黄耀凤张俊(宿迁市公路工程建设处宿迁223800)摘要:网络计划技术是目前公认的现代化科学管理的重要组成部分,越是复杂的、多头绪的、时间紧迫的工程,运用网络计划技术,就越能取得更大的经济效益。关键词:工程施工进度管理应用中图分类号
8、:TE626.8+6文献标识码:A文章编号:1673-0534(2007)06(b)-0055-01为了适应生产力发展和科学研究工作施工队提供的施工方案和项目总体进度计划,跟踪作业的实际进度,发现作业延迟完的需要,国外陆续采用了一些计
