導讀：介紹能量方程的求解及焓。

能量方程的求解

上一篇內容介紹了總能量方程，這里給出將總能量分離成熱力學能/內容+機械能/動能的能量方程形式：

在求解能量方程前，已經(jīng)計算了速度（ ）的動量方程，即Navier-Stokes方程，因此平均動能 （ ）是已知的，方程（1）中動能的時變項和擴散項均可以直接求得。

因此本質上還是求解內能 ，然后根據(jù) ，最終獲得溫度場。

不同的是，在可壓縮流中，需要添加關于機械能/動能的源項。

焓

在一些CFD程序中，是求解焓 。而不是內能 ,焓的定義如下：

焓是熱力學能與單位密度壓強之和。熱力學能我們已經(jīng)給出，壓強可以通過狀態(tài)方程求出，或者根據(jù)壓力基求解器得到。

什么時候需要用到焓？在求解化學反應流或燃燒時，由于流體中的成分會隨著反應或燃燒的進行，因此需要流動中額外的焓源。

為了能夠將焓源加入能量方程右側，需要利用焓重寫總能量方程。

首先，需要將總應力分解為切應力與壓應力：

因此總能量方程變?yōu)椋?/span>

根據(jù)焓的定義，可以得到：

因此能量方程可以表示為：

與方程（4）唯一的不同是這里的不穩(wěn)定項對流項現(xiàn)在用焓表示，如果以這個形式表示，則焓源就可以直接加載在方程右側,并且可以發(fā)現(xiàn)方程（6）多了一個額外項-壓強的變化率。

因此可以認為，當采用焓描述能量方程時，方程的本質是沒有變化，變化的是方程求解的變量。

總結

（1）對于固體或流體計算域，能量方程的正確形式是采用總能量方程，以便包含機械能、壓強功(除非在不可壓縮流中，這些項較小可以忽略)。

（2）固體域與流體域能量方程的區(qū)別在于 是否為0，固體域中 。

（3）輻射需要與導熱、對流換熱分開考慮。總能量方程形式：

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