FLUENT中的輻射模型

1、FLUENT中需要考慮熱輻射的情況

(1)火焰輻射熱傳遞

(2)表面對表面的輻射加熱或冷卻

(3)輻射、對流和導熱耦合傳熱

(4)HVAC應用中透過窗戶的熱輻射,以及汽車工業中車廂內的模擬

(5)玻璃加工、玻璃纖維拉拔及陶瓷加工過程中的輻射

2、FLUENT中的輻射模型

主要有5種輻射模型:DTRM模型、P1模型、Rosseland模型、P1模型、S2S模型

3、DTRM模型的優勢及限制

優勢:(1)模型較為簡單(2)可以通過增加射線數量來提高計算精度(3)可以用于光學深度非常廣的情況下。

限制:(1)假定所有表面都是散射的。意味著表面的入射輻射是關于入射角各向同性反射的。(2)不包括散射效應。(3)基于灰體輻射假定。(4)對于大數目的射線問題,非常耗費CPU時間。(5)不能與非共形交界面或滑移網格同時使用。(6)不能用于并行計算中。

4、P1模型的優勢及限制

優勢:(1)輻射模型為一個擴散方程,求解需要較少的CPU時間。(2)考慮了擴散效應。(3)對于光學深度比較大(如燃燒應用中),P-1模型表現非常好。(4)P-1模型使用曲線坐標很容易處理復雜幾何

限制:(1)假定所有的表面均為散射。(2)基于灰體輻射假定。(3)在光學深度很小時,可能會喪失精度。(4)傾向于預測局部熱源或接收器的輻射通量。

5、Rosseland輻射模型的優勢及限制

優勢:相對于P-1模型,它不求解額外的關于入射輻射的傳輸方程,因此比P-1模型計算要快,且更節省內存。

限制:只能用于光學深度比較大的情況,推薦用于光學深度大于3的情況下;不能用于密度基求解器。

6、DO模型的優勢及限制

DO模型能夠求解所有光學深度區間的輻射問題;能求解燃燒問題中的面對面輻射問題,內存和計算開銷都比較適中。

DO模型能用于計算半透明介質輻射。

7、S2S輻射模型

非常適用于封閉空間中沒有介質的輻射問題(如航天器的排熱系統、太陽能收集系統、輻射供熱裝置等)。

限 制:(1)假定所有表面均為散射的。(2)灰體輻射假設。(3)內存和存儲量需求在表面增加時,增長得非??臁#?)不能用于participating radiation問題。(5)不能用于存在周期邊界的模型中。(6)不能用于存在對稱邊界問題中。(7)不支持非共形交界面、懸掛節點或網格自適應中。

8、適用情況

DTRM模型與DO模型可以適用于所有光學深度問題,P-1模型適用于光學深度1~3的情況,Rosseland模型適用于光學深度大于3的情況,S2S輻射模型適用于真空中輻射模擬。

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