《带有共轭换热的流动(Flow.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《带有共轭换热的流动(Flow.ppt(18页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-1CFX 10.0带有共轭换热的流动带有共轭换热的流动带有共轭换热的流动带有共轭换热的流动(Flow with CHTFlow with CHT)实例 3 2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-2CFX 10.0l本实例演示当流体域和固体域同时存在时如何进行问题设置l它将展示如何模拟固体和绕它流动的流体之间的共轭换热l本实例也将阐明如何定义固体子域和如何包含能量源介绍介绍(Introduction)2005 ANSYS,Inc.Octo
2、ber 11,2005Inventory#002279P3-3CFX 10.0l管道横截面:0.3 m x 0.4 ml管道长:1.2 ml由于垂直对称,所以只考虑几何体的一半l管道内有两块固体(钢)块,分别固定在上壁面和下壁面l工作流体:Air Ideal Gas(理想空气)l流动条件:入口:法向速度=0.8 m/s 温度=300 K 出口:静压=0 Pa 下壁面温度=500 K 上壁面和侧壁面:绝热l第二块固体发热(热源=5E4 W/m3)基本数据基本数据基本数据基本数据(Basic DataBasic Data)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventor
3、y#002279P3-4CFX 10.0l创建一个新的模拟,命名为 chtflow.cfxl导入CFX网格(.gtm)文件:chtduct.gtm 导入网格导入网格导入网格导入网格(Import GridImport Grid)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-5CFX 10.0l在CFXPre工作区单击Physics标签l在主工具条中单击Domainl命名为 fluidzone,然后单击OKl在General Options的Basic Options面板:设置Location 为 Assembly2 设置Domain Type
4、 为 Fluid Domain 设置Fluids List 为 Air Ideal Gas 设置Coordinate Frame为存在的一个l在Domain Models中:设置Reference Pressure 为 1 atm 设置Buoyancy Option 为 Non Buoyant 设置Domain Motion 为 Stationaryl在 Fluid Models面板:在Heat Transfer Model下,设置 Option=Thermal Energy 设置Turbulence Model 为带自动壁面函数的kEpsilon 对于Reaction or Combusti
5、on Model以及Thermal Radiation Model,保持Option=None 定义流体域定义流体域定义流体域定义流体域(Define Fluid DomainDefine Fluid Domain)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-6CFX 10.0定义流体域定义流体域定义流体域定义流体域(Define Fluid DomainDefine Fluid Domain)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-7CFX 10.0l在CFXPre工作区单击Phy
6、sics标签l在主工具条中单击Domainl命名为solidfin1,然后单击OKl在 General Options面板:设置Location为Assembly 设置Domain Type为Solid Domain 设置Solids List为Steell在Domain Models中:设置Domain Motion为Stationaryl在Solid Models面板:在Heat Transfer Model中,设置Option=Thermal Energy 对于Thermal Radiation Model,保持Option=Nonel重复同样步骤设置第二个Solid Domain,名字
7、=solidfin2,位置=Assembly3l其它设置同solidfin1.定义固体域定义固体域定义固体域定义固体域(Define Solid DomainsDefine Solid Domains)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-8CFX 10.0定义固体域定义固体域定义固体域定义固体域(Define Solid DomainDefine Solid Domain)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-9CFX 10.0定义子域定义子域(Define Sub-Dom
8、ain)l固体域solidfin2包含被命名为heaterfin的子域,此子域占据整个固体域的体积l在主工具条中单击Subdomain图标l在域solidfin2中创建名叫heaterfin的子域l设置Location为Assembly3l单击Sources标签,打开Sources和 Energyl设置Source为5E4 W/m3 2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-10CFX 10.0l定义入口边界条件,名字=inlet,位置=inlet,流体法向速度=0.8 m/s,静温=300 K,默认湍流值l定义出口边界条件,名字=out
9、let,位置=outlet,平均静压=0 Pal定义对称边界条件,名字=symm,位置=symmetl定义壁面边界条件:名字=wallbot,位置=wallbot,换热选项=固定温度=500 K 名字=walltop,位置=walltop,换热选项=adiabatic(绝热)l默认边界fluidzone将被自动作为无滑移、光滑、绝热壁面处理 l修改边界条件solidfin1,设置选项=固定温度=500 K边界条件边界条件边界条件边界条件(Boundary ConditionsBoundary Conditions)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#
10、002279P3-11CFX 10.0l在流体域中有两个固体域:solidfin1和solidfin2,因此有两个流固交界面l改成需要的交界面类型l对于第一个交界面(fin1交界面):对于Interface Side1 Region List,选择Fin1Side1 对于Interface Side2 Region List,选择Fin1Side2l改成连接方式为GGI即使节点是一对一,这也将迫使为GGI连接。由于数值原因,对于流固界面通常推荐这种方式。l用同样的方法创建第二个交界面(fin2交界面),但要用区域Fin2Side1和Fin2Side2。使用Domain(过滤器)以便Region
11、 List仅仅显示特定域(domain)的区域(region)交界面交界面交界面交界面(InterfacesInterfaces)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-12CFX 10.0交界面交界面交界面交界面(InterfacesInterfaces)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-13CFX 10.0l对于每个域分别进行初始化l对于流体域:l用Option=Automatic with Value初始化笛卡儿速度分量。设置 U=0,V=0,W=1 m/sl用Opt
12、ion=Automatic with Value初始化流体温度。设置 Temperature=300 Kl对于Static Pressure设置为Automatic,Turbulence设置为KEpsilon(在面板底部选中Turbulence Eddy Dissipation复选框)l对于固体域:l用Option=Automatic with Value初始化固体温度.。设置Temperature=300 K初始化初始化初始化初始化(InitialisationInitialisation)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-14
13、CFX 10.0初始化初始化初始化初始化(InitialisationInitialisation)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-15CFX 10.0l对于对流项,选择:High Resolutionl收敛控制:Timescale Control=Physical Timescale (时间步=物理时间步)Physical Timescale=1 s (物理时间步=1s)Maximum number of iterations=50 (最大迭代步数=50)Solid Timescale=Physical Timescale (
14、固体时间步=物理时间步)Solid Timescale=2000 s (固体时间步=2000s)l收敛准则:Residual Type(残差类型)=RMS Residual Target(残差目标)=1.E04 求解器控制求解器控制求解器控制求解器控制(Solver ControlSolver Control)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-16CFX 10.0l单击Write Solver(.def)file图标l保持Operation设置为Start Solver Managerl打开Report Summary of In
15、terface Connectionsl单击OKl在信息窗口单击OKl选择FileQuitl单击Yes保存CFX文件写出求解器文件写出求解器文件写出求解器文件写出求解器文件(Write Solver FileWrite Solver File)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-17CFX 10.0求解器管理器图形界面求解器管理器图形界面求解器管理器图形界面求解器管理器图形界面(Solver Manager GUISolver Manager GUI)2005 ANSYS,Inc.October 11,2005Inventory#002279P3-18CFX 10.0l为了观察计算结果,创建两个切断两个固体的切面:l在Y=0.15 m创建水平XZ平面l在X=0.09 m创建垂直YZ平面l为了分析固体前面的流动情况在这两个平面上创建矢量图l为了得到流体和固体区域的温度分布,创建温度等直线图。选择温度范围为User Specified:Min=300 K,Max=350 K,注意在固体后面的涡流区有较高的流体温度l计算出口处的平均温度,并和入口处的平均温度比较 后处理结果后处理结果后处理结果后处理结果(Post-Processing the ResultsPost-Processing the Results)
限制150内