本案例利用Fluent能量方程對螺旋翅片管式換熱器展開了數值仿真計算。該案例所用模型為假設模型，僅作計算設置參考，所進行的設置十分簡單。通過此案例后續可以對進一步通過參數化建模，對不同流速、基管尺寸、翅片半徑等參數進行設置，實現多工況的仿真計算，從而達到多目標優化的目的。

1 workbench 設置

本案例具體設置如下圖 ：

2 SCDM 設置

2.1 導入幾何

整體幾何結構如下圖:中間為換熱器，外部為空氣域。基管長34mm，前后各留1mm間隔，翅片厚度為1mm，x方向壁面分別為進出口。z方向壁面設置為wall2，y方向壁面設置為wall1，對幾何結構進行共享拓撲處理。換熱器外表面命名為pipe，內表面命名為wall-

hot。

3 Fluent Meshing 設置

3.1 網格設置

采用 Fluent meshing 進行網格劃分，背景網格與前景網格皆采用六面體網格劃分，并劃分相對應的邊界層網格。具體網格劃分如下圖所示：

4 FLUENT 設置

4.1 General設置與網格導入

由于本文僅分析換熱管的整體換熱性能，因此僅需要進行穩態計算結果的討論，此處的設置比較簡單，勾選為穩態計算。

4.2 模型設置

由于是換熱管計算，因此需要開啟能量方程。

4.3 材料設置

由于本模型包含流體和固體區域，因此需要對固體區域材料進行設置，此處選擇Fluent內置固體材料：銅。進行相關計算。具體的材料設置如下

4.4 邊界條件設置

各邊界條件的設置如下：

速度入口設置為4m/s，溫度設置為300K，具體設置如下圖：

wall-hot溫度設置為400K，其余邊界溫度皆設置為300K，具體設置如下圖：

換熱器與空氣的交界面設置如下：

4.5 初始化設置

相關初始化設置如下圖 。

4.6 計算設置

此處進行的計算設置如下：

5 后處理結果

5.1 后處理云圖結果

換熱器表面溫度軌跡流線如下圖所示：換熱器中心截面表面溫度云圖如下圖所示：