举例－网格和边界条件
Flow direction
举例－网格和边界条件Air ( Nhomakorabealuid zone)
Convection boundary 1.5 W/m2 K 298 K free stream temp
Board (solid zone)
Chip (solid zone) 2 Watts source
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
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 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
fluent传热模型
2020年4月21日星期二
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 Radiation Models 辐射模型 Reporting – Export 报告－导出
Convection Boundary 1.5 W/m2 K 298 K free stream temp.
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）
Flow direction
Air (fluid zone)
Front View
Convection boundary 1.5 W/m2 K 298 K free stream temp
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
Grid
Velocity vectors
Temperature contours
Example -- Cooling Flow over Fuel Rods
耦合传热举例
耦合传热举例
Top wall (externally cooled) h = 1.5 W/m2∙K T∞ = 298 K
能量方程
能量输运方程
能量方程
• 每单位质量的能量E定义为：
Conduction 传导
Species
Diffusion 物质扩散
Viscous
Dissipation 粘性耗散
• 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?
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
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)
Symmetry Planes
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
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
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
Flow direction
Board (solid zone)
Chip (solid zone) 2 Watts source
Top View
Convection Boundary 1.5 W/m2 K 298 K free stream temp.
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
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
Wall Temperature (outer surface)
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
Thermal boundary condition on wall
Wall temperature (outer surface)
Wall temperature (inner surface)
壁面传热的壳传导选项
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
Wall zone (with shadow)
Fluid zone Solid zone
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。
薄壁
人工模拟壁厚（在壁的边界 条件面板定义）
只对内部壁面使用耦合的热 边界条件
Wall zone (no shadow)
Fluid zone