壁面傳熱建模的兩種方法

今天主要給大家帶來 Fluent 壁面傳熱建模的兩種方法:網格壁面(Meshed wall)模型、薄壁(Thin wall)模型。

1壁面傳熱的兩種方法

針對壁面傳熱Ansys Fluent提供了兩種方法,分別是網格壁面模型、薄壁模型。網格壁面模型(Meshed wall Model)針對的情況是壁面能夠或者說比較容易利用網格劃分出來;薄壁模型(Thin wall Model)用于針對壁面非常薄,網格比較難畫出來。下面我們開始進的介紹。

1.1網格壁面模型(Meshed wall Model)

壁面傳熱建模的兩種方法的圖1

圖1 網格壁面模型

  • 能量方程是在表示 wall 的實體區域中求解的。

  • 壁面的厚度必須要用網格劃分出來。

  • 網格壁面模型是最準確的方法,但需要更多的網格工作。

  • 總是使用耦合的熱邊界條件,因為 wall 的兩側都有網格單元。

在能量方程中直接考慮壁熱阻;計算了貫穿厚度的溫度分布。計算了雙向熱傳導。

1.2薄壁模型(Thin wall model)

  • 對墻壁的厚度進行人工建模(在 wall 邊界面板上指定)。

  • 僅對內壁使用耦合熱邊界條件。

壁面傳熱建模的兩種方法的圖2

圖2 薄壁模型

使用人工壁厚和材料類型計算的壁面(wall)熱阻。假設貫穿厚度的溫度分布是線性的。僅在wall法線方向上計算傳導

1.3壁面模型的溫度定義

  • 薄壁模型僅應用法向傳導(沒有平面內傳導),并且沒有創建實際的單元。

  • 在外層應用壁熱邊界條件。

壁面傳熱建模的兩種方法的圖3

圖3

1.4壁面傳熱的殼傳熱模型

  • 殼體傳導(shell conduction)選項用于實現平面內傳導計算()。

  • 創建了額外的傳導單元,但不能顯示,UDF 也不能訪問。

  • 傳導區的固體性質必須是恒定的,不能指定為與溫度有關。

壁面傳熱建模的兩種方法的圖4

圖4 Shell Conduction

2總結

今天主要給大家帶來Ansys Fluent壁面傳熱的兩種建模方法,希望小伙伴們能夠根據自己面臨的方法自行選擇 。

文章來源:數值模擬交流之林

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