1 問題描述

本例模擬了水銀在圓管中的層流流動，并對管壁施加了均勻的熱通量。在入口處指定了完全發展的層流速度。將所得到的壓降和出口溫度與層流解析解進行比較。由于對稱，我們只建二維模型的一半。

1.1 幾何模型

管道長度為0.1m，半徑為0.0025m。

1.2 材料參數

密度：13529kg/m3；比熱容：139.3J/kg-k；粘度：0.001523kg/m-s；導熱系數：8.54w/m-k。

1.3 邊界條件

進口速度：充分發展的層流； 進口溫度：300k； 壁面熱通量：5000w/m2。

2 解析解

解析解可參考：

?  F.M. White. Fluid Mechanics . 3rd Edition. McGraw-Hill Book Co., New York, NY. 1994.
”

注：可在公眾號回復“FM”獲取。

3 fluent求解

3.1 General設置

設置為軸對稱模型。

3.2 model設置

打開能量方程，選擇層流模型。

3.3 materials設置

材料設置如圖所示。

3.4 cell zone conditions設置

修改為流體區域。

3.5 boundary conditions設置

用表達式指定入口速度。

給壁面施加熱通量。

3.6 initialization

3.7 calculation

4 結果對比

• 速度云圖

• 溫度云圖

案例文件

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