傳熱傳質的案例
案例教程|沸騰傳熱傳質
本案例來源于Fluent官方教程，基于Mixture多相流模型及Evaporation-Condensation模型模擬沸騰中的傳熱傳質過程。
物理模型
2D方形容器，底部為壓力出口邊界，底部為200℃恒溫邊界，四周為絕熱邊界，容器內水的溫度為99℃。
CFDPro熱管仿真 | 模擬熱管內部流動及傳熱傳質過程，優化熱傳輸性能
</p><p><strong>微尺度效應：</strong>部分熱管內部結構具有微觀特征，如微槽、多孔介質等，這類微尺度效應對傳熱有顯著影響，但建模難度較大。</p><p><strong>數值計算挑戰：</strong>求解涉及非線性方程組的穩定性、收斂性和計算資源需求較高，特別是在處理大規模三維模型時。</p><p><strong>專業的熱管模擬仿真模塊</strong></p><p>HeatPipePro是專用于熱管內部流動、傳熱和傳質仿真的模塊。它能夠精確分析熱管中的吸液芯毛細驅動流動問題，揭示流體在微小通道中的流動機制；能夠有效處理吸液芯表面的兩相相變問題，準確模擬液體蒸發和氣體冷凝過程；能分析冷凝器內部壁面的冷凝問題，評估冷凝效率和冷凝液分布；能夠全面分析整個熱管回路的工作狀態，預測其在不同工作條件下的性能表現，為熱管產品的研發提供有力支持。</p><p><strong>功能特點</strong></p><p>● 采用可壓縮兩相流模型處理熱管內部壓力、溫度變化條件下的流體問題。</p><p>● 多孔介質模型和毛細力模型耦合使用,保證了毛細芯內兩相流動的順利進行。</p><p>● 沸騰冷凝相變模型可以準確描述熱管內部相變問題。</p><p>● 可對整個熱管系統進行仿真,通過分析不同設計參數(充液率、幾何尺寸等)計算結果,實現產品優化設計。</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DiatVJSFZEtQfibx9PDTxr9JaU6DnrhCI4jBX1LQAfn9UhdnGaZZsgialGHPibm8UpKS4m35ibVJ7gMmPEAUicKMf5IA/640?
展開 CFDPro熱管仿真 | 模擬熱管內部流動及傳熱傳質過程，優化熱傳輸性能
專業的熱管模擬仿真模塊
HeatPipePro是專用于熱管內部流動、傳熱和傳質仿真的模塊。它能夠精確分析熱管中的吸液芯毛細驅動流動問題，揭示流體在微小通道中的流動機制；能夠有效處理吸液芯表面的兩相相變問題，準確模擬液體蒸發和氣體冷凝過程；能分析冷凝器內部壁面的冷凝問題，評估冷凝效率和冷凝液分布；能夠全面分析整個熱管回路的工作狀態，預測其在不同工作條件下的性能表現，為熱管產品的研發提供有力支持。
功能特點
采用可壓縮兩相流模型處理熱管內部壓力、溫度變化條件下的流體問題。
多孔介質模型和毛細力模型耦合使用,保證了毛細芯內兩相流動的順利進行。
沸騰冷凝相變模型可以準確描述熱管內部相變問題。
可對整個熱管系統進行仿真,通過分析不同設計參數(充液率、幾何尺寸等)計算結果,實現產品優化設計。
微槽道熱管
典型應用案例
航天器熱管相變冷卻
熱管相變傳熱的物理過程復雜，涉及兩相流動、換熱、傳質等現象，為時間與空間多尺度兩相流形態。軟件采用高效的Lee模型進行蒸發、冷凝現象的計算，多相流模型采用均相模型，可以模擬相變熱管的熱傳遞全過程。
蒸發器部件仿真中的應用
軟件通過模擬蒸發器內的毛細壓力模型和沸騰模型，分析了蒸發器在不同工況下的性能表現，并驗證了冷凝器內蒸汽冷凝過程受多種因素影響，為蒸發器和冷凝器的設計和優化提供了有力支持。
展開 威廉·貝格爾獎章正式揭曉，上交大教授當選！
在微納尺度傳熱、熱輻射與超材料能源器件、多孔介質傳熱、先進儲能等領域進行了系統而深入的研究，在Nature Materials、Physical Review Letters、Energy and Environmental Sciences、Nano Letters、Advanced Materials、Int. J. of Heat and Mass Transfer等國際期刊發表學術論文260余篇，引用逾15000次，自2014年以來每年均入選中國高被引學者，獲ASME國際微納尺度傳熱傳質大會最佳論文獎一等獎（2次）、中國百篇最具影響國際學術論文、上海市自然科學獎一等獎（排1）。授權發明專利 40 余項，擔任國際傳熱傳質中心科學理事會理事、亞洲熱科學聯合會（AUTSE）Fellow及執行理事、中國工程熱物理學會傳熱傳質分會副主任等。擔任國際傳熱領域權威獎項Nukiyama Memorial Award評獎委員會委員，國際期刊Carbon Neutrality主編、Therm. Science and Eng. Prog.副主編及多個國際期刊編委。
趙長穎教授長期主要從事微納尺度熱輻射、多孔介質傳熱、高效儲熱等研究領域的研究。
榮譽獎勵：
上海市自然科學一等獎 2020
第六屆國際微納尺度傳熱傳質大會”最佳論文獎，2019
（Best Paper Award，The 6th ASME Micro/Nanoscale Heat & Mass Transfer International Conference，2019）
上海交大機動學院首屆育棟梁名師，2019.
展開 
基于Fluent的氣液相變傳熱傳質高級專題應用培訓
【培訓講師】 上海安世匯智流體專家
【培訓時間】 2023年7 月19日~21日
【培訓費用】 6000元/人
【培訓等級】 高 級
【培訓地點】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區平家橋路36號晶耀前灘5號樓9樓
【培訓特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項目經驗豐富，精準匹配行業
—— 理論與上機結合，教學質量有保障
—— 真實案例教學，貼合企業實際需求
—— 設立分級課程，循序漸進培養仿真能力
—— 安世亞太官方培訓證書，豐富職業履歷
【培訓日程】
時間
具體內容
第一天
DPM模型基本理論介紹
DPM氣液相變模型介紹
DPM氣液相變案例分享
第二天
蒸發冷凝模型介紹
蒸發冷凝案例分享
壁面沸騰模型介紹
壁面沸騰案例介紹
第三天
基于熱相變模型氣液兩相流模擬介紹
引射器氣液相變案例分享
基于真實介質氣液相變案例分享
Q&A
【報名鏈接】
https://www.wenjuan.com/s/u6F3uaV/
（開課前一周截止報名）
【小貼士】
· 本次課程有上機操作環節，我們會準備好電腦與軟件；若報名人數超額，則需部分學員攜帶自己的電腦，我們會為您裝好試用軟件。
· 本次課程含工作午餐，不含其他食宿費用。
· 關注”上海安世亞太“微^信^公^眾^號，掌握最新資訊。
· 課程報名及咨詢：021-58403100-816（顧女士），E-Mail：sh.marketing@peraglobal.com
展開 『下載』中科大的Fluent講稿（CHM電子書版本）
其生成無結構網格的程序把計算復雜幾何條件下的流動及傳熱傳質問題變的簡單。同時，軟件還提供了許多的湍流模型、壁面處理及燃燒、傳熱模型供針對特定問題選擇。用戶自定義函數也為改進和完善模型，處理個性化問題和給出更合理的邊界條件提供了可能。
本講義以FLUENT5說明書為主要參考資料，介紹了該軟件的基本功能、基本物理模型、湍流模型、湍流模擬的近壁處理及邊界條件，并且對燃燒過程的模擬和用戶自定義函數做了描述。通過本課程學習，可以掌握和利用FLUENT程序在流體及傳熱傳質等領域進行數值研究。
燃燒模型部分由董剛副教授編譯，方海生同學編譯了用戶自定義函數。基本物理模型，湍流模型及湍流模擬近壁處理及邊界條件由劉明侯副教授編譯。由于時間非常倉促（一個暑假時間），只能用不完全的內容作為計算流體和傳熱傳質課程的內容。還有些內容來不及加入講義內，希望以后逐步完善。文字沒有很好地校對，一定會由錯誤、疏漏或不妥的地方，請同學們校正。
中科大Fluent講稿.rar
展開 FLUENT多相流案例之一：基于Mixture模型的水蒸氣相變傳熱傳質過程 ￥499
最初，容器內的水(初相)的溫度接近沸點(372k)，容器底壁的中心部分的溫度為573 K，高于沸點。由于熱傳導作用，在超過飽和溫度(373K)時，近壁流體的溫度將升高。同時考慮浮力的作用，蒸汽泡會形成并上升，形成一種類似于氣泡柱的模式，蒸汽從頂部逸出，水在容器內循環。
使用UDF定義熱源，總歸需要定義三個源項
收費文件列表
積鼎科技：國產自主核反應堆流體仿真解決方案
上海積鼎信息科技有限公司（以下簡稱“積鼎科技”）憑借其自主研發的CFD仿真軟件VirtualFlow和專業的技術團隊，為核反應堆流體仿真提供了全面的CFD解決方案，涵蓋了流動傳熱傳質、多相流相變和可壓縮流體三個關鍵方面，，為我國核工業的自主化發展提供了強大的軟件工具。
流動傳熱傳質解決方案
積鼎科技的流動傳熱傳質解決方案專注于模擬核反應堆中的復雜流動和傳熱現象。其自主研發的通用流體仿真軟件VirtualFlow具備行業領先的網格建模與求解技術，能夠精確模擬管道熱分層、棒束通道流動傳熱等關鍵問題。
通過精確豐富的湍流模型，從RANS、VLES到LES，VirtualFlow能夠滿足不同湍流尺度的模擬需求，確保瑞流傳熱的求解精度。此外，VirtualFlow還提供了全面的湍流熱通量模型和濃度模型，可以用來模擬傳質現象，為核反應堆的設計和優化提供重要的參考依據。
多相流相變解決方案
在多相流相變方面，積鼎科技的解決方案同樣表現出色。VirtualFlow提供了多種多相流模型，包括VOF、LevelSet方法用于界面流問題，基于歐拉-歐拉體系的均相模型用于混合流問題，以及歐拉-拉格朗日模型用于離散相流體問題。這些模型能夠精確模擬沸騰、冷凝、液面晃動等多相流現象，為反應堆的熱工設計、安全分析和性能優化提供支持。
例如，在壁面沸騰的模擬中，VirtualFlow采用N相均相模型和RPI模型，能夠準確預測出口氣含率，與實驗值吻合良好，相比其他軟件在精度上有較大提升。
可壓縮流體解決方案
針對可壓縮流體問題，積鼎科技的解決方案能夠有效模擬核反應堆中的空化、水錘等現象。VirtualFlow具備精確可靠的可壓縮模型，結合豐富的多相流模型及相變模型，可以準確預測冷卻水與熱流體直接接觸相變過程中的冷凝速率和界面溫度梯度。
展開 兩場核工業盛會召開！VirtualFlow亮相助力核電CFD技術革新
報告通過生動的案例，從冷凝回流過程介紹、VirtualFlow壁面冷凝模型、仿真應用過程分析等方面進行了詳細介紹，充分展示了VirtualFlow在模擬復雜流體流動、傳熱現象方面的卓越能力，以及其在核電站設計、安全分析等方面所發揮的關鍵作用。
VirtualFlow在核電領域的創新實踐：
CFD仿真技術作為一種高效、準確的預測工具，能夠對核電站的流體流動、傳熱、反應堆物理、安全分析、系統模擬等各個方面的復雜現象進行精確重現。
VirtualFlow能夠全面覆蓋核電領域的各種仿真需求，包括流動傳熱傳質、多相流相變、可壓縮流體等復雜問題。在超臨界二氧化碳核能動力系統、氣冷堆、壓水堆、鉛鉍/鈉冷快堆、熔鹽堆等不同的堆型場景中，VirtualFlow都能進行精準的熱工水力計算，為核電站的安全運行提供有力保障。
流動傳熱傳質：流動傳熱傳質是核電站、核島、常規島、電氣系統及設備中最常見的物理現象。在解決此類問題時，VirtualFlow具有以下優勢：精確豐富的湍流模型，從RANS、VLES到LES，滿足對不同湍流尺度的模擬仿真；全面的湍流熱通量模型保證湍流傳熱的求解精度；濃度模型可以用來模擬傳質現象。
PSBT5X5棒束通道流動
管道熱分層計算
冷卻劑/硼混合
多相流相變：多相流模型的準確性和適用性對于反應堆的熱工設計、安全分析和性能優化至關重要。VirtualFlow可滿足核電領域多相流模擬要求：豐富的多相流模型。
展開 CFD與DEM仿真如何提升石油石化流化床工藝效率？
其內部氣固兩相的流動、傳熱、傳質與化學反應交織耦合，形成了極為復雜的多物理場環境。長期以來，行業依賴經驗積累與物理實驗進行流化床設計優化，不僅面臨研發成本高、周期長的困境，更難以突破 “黑箱效應”—— 無法精準捕捉設備內部微觀機理，導致設計方案常存在性能短板，難以適配高效、低耗的生產需求。
隨著數值模擬技術的迭代升級，計算流體動力學（CFD）與離散單元法（DEM）軟件逐漸成為破解這一難題的關鍵工具。它們以精準的數值計算為基礎，將流化床內部不可見的復雜過程可視化、可量化，為設備設計優化提供了從宏觀到微觀的全方位支撐，徹底改變了傳統研發模式，推動石油石化流化床工藝邁向高效化、精細化發展新階段。
一、流化床設備工作原理、分類及應用場景
流化床設備
流化床是利用流體以一定速度通過顆粒層，使顆粒懸浮并表現出類似液體的流動性。當流體流速逐漸增大，顆粒所受的浮力和阻力克服了顆粒的重量，顆粒開始松動并懸浮，形成流化狀態。流化過程中，流體與顆粒的相互作用導致顆粒隨機運動和分散，實現流態化。這一過程受流速、顆粒性質和流體性質的共同影響。主要分類如下：
鼓泡流化床：氣流速度較低時，流體通過顆粒床層使顆粒懸浮，形成類似水沸騰時的氣泡，氣泡逐漸長大至一定尺寸后離開床層。這是最基本的流化床形式，操作穩定，適用于常壓操作。
湍流流化床：氣流速度較高時，床層中顆粒的運動更加劇烈和無規則，床層的湍動性增強，顆粒與氣體之間的混合更加充分。其傳熱和傳質速率高，適用于氣固相反應。
快速流化床：當氣流速度超過顆粒的帶出速度時，顆粒被氣流帶走，在返料裝置作用下形成內循環。固含率分布均勻，氣固接觸和混合良好，床層溫度均勻。
循環流化床：氣流速度在鼓泡床和湍流床之間，床層中有大量氣泡和顆粒循環流動。
展開 基于多孔介質模型的鉀熱管數值模擬 ￥300
為研究鉀熱管內傳熱傳質機理，對鉀熱管進行了數值模擬。建立了固液氣三相耦合數學模型。其中對吸液芯液體流動區域采用了多孔介質模型，該模型考慮了液體流動對熱管傳熱性能的影響。利 用ＰＨＯＥＮＩＣＳ３．６對數學模型進行數值計算，得到了熱管內的穩態工作參數。分析模擬結果得到了鉀熱管內部各相工質傳熱、傳質機理，并與試驗數據進行了比較。結果表明，模擬結果與試驗數據符合較好。
【文獻講解】基于多孔介質模型的鉀熱管數值模擬
基于多孔介質模型的鉀熱管數值模擬_韓冶(2).pdf
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型（聯系我方可獲取）及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
展開 
鋰離子電池制造工藝仿真技術進展
在烘干工藝中一般涉及到濕極片和加熱器之間傳熱傳質的情況，進一步建立傳熱傳質模型是對烘干工藝仿真的熱點方向之一。如Kumberg［68］建立了濕極片、加熱器、烘干器之間的宏觀傳熱傳質模型，對濕極片在烘干工藝中的溫升、溶劑質量變化曲線進行了仿真并與實驗結果進行了對照。Kumberg等［69］ 建立了考慮極片內多孔結構的微觀傳熱傳質模型，對不同厚度的濕電極烘干工藝過程進行了詳細研究，并通過實驗驗證了濕電極內溶劑質量和電極溫升的仿真結果，基于宏觀、微觀傳熱傳質的仿真原理如圖7（a）所示。
圖7 烘干工藝仿真技術演化
注：（a） 基于宏觀、微觀傳熱傳質的烘干工藝仿真； （b） 基于傳熱傳質模型仿真的烘干工藝參數優化； （c） 基于CFD的烘干熱流場仿真； （d）基于分子動力學的介觀模型仿真。
在傳熱傳質過程中不同的烘干強度決定了烘干工藝后電極的含水量，并間接對鋰離子電池整體的綜合性能表現產生影響［61， 70］。 Huttner等［71］探究了不同強度烘干工藝下電池的綜合性能表現。通過控制烘干后極片的含水量，發現劇烈的烘干工藝會對電極微觀結構造成不可逆的損傷，而溫和烘干工藝的電池可以實現電池最佳的電化學性能。漿料的組成成分也會影響鋰離子電池的綜合性能表現，Haarmann等［72］基于仿真和實驗驗證了不同固含量的NCM正極極片在烘干工藝過程中的影響，結果表明當固體含量為70%~75%時，電池的機械性能、導電性能和電化學性能均表現較好。通過模型仿真對烘干工藝整體進行工藝優化也是現階段的研究重點，Marth 等［73］在模型仿真的基礎上，對烘干工藝進行了局部優化，如圖7（b）所示，設計了一種極片線圈真空烘干工藝。該工藝有效地減少了烘干時間并同時保持電極微觀結構不受破壞。
除了對濕極片烘干過程進行仿真外，對其外熱流場進行CFD仿真也是目前的研究方向之一。
展開 大家好，分享一則關于多物理場耦合仿真應用技術的課程
七、經典多物理場耦合案例
1、微波加熱模型分析：材料參數隨溫度變化，微波加熱過程中樣品的移動和旋轉問題分析，多孔介質的傳熱傳質分析，微波加熱過程中的相變處理方法
2、揚聲器模型分析：電磁計算分析，線性擾動分析，震動模式分析，BL值計算策略，模型簡化原則以及電磁——結構——聲全耦合分析
3、聲波無損檢測分析：鋼軌裂紋案例分析
4、壓電 —— 聲波測井分析： 壓電——結構——聲 全耦合分析計算，發射和接受聲波分析，正反壓電計算分析，三者相互作用全耦合分析
5、可根據學員要求進行其他案例的補充與講解，包括射頻，光學，流固耦合，傳熱傳質等案例。
6、結合以上每個內容的模型進行教學，共計約17個模型
7、歡迎各位學員帶上自己的模型前來參加培訓，我們將全力為你們解決問題。
由于文件內容較多，詳細內容可聯系報名老師，多有打擾請多見諒！
聯系人：吳熠燦
電話：13522797150
咨詢qq：1498958601
資料分享qq群：645440540（加群備注吳熠燦邀請）
COMSOL多物理場耦合應用技術.pdf
展開 分享一個關于comsol多物理場耦合仿真應用技術課程
七、經典多物理場耦合案例
1、微波加熱模型分析：材料參數隨溫度變化，微波加熱過程中樣品的移動和旋轉問題分析，多孔介質的傳熱傳質分析，微波加熱過程中的相變處理方法
2、揚聲器模型分析：電磁計算分析，線性擾動分析，震動模式分析，BL值計算策略，模型簡化原則以及電磁——結構——聲全耦合分析
3、聲波無損檢測分析：鋼軌裂紋案例分析
4、壓電 —— 聲波測井分析： 壓電——結構——聲 全耦合分析計算，發射和接受聲波分析，正反壓電計算分析，三者相互作用全耦合分析
5、可根據學員要求進行其他案例的補充與講解，包括射頻，光學，流固耦合，傳熱傳質等案例。
6、結合以上每個內容的模型進行教學，共計約17個模型
7、歡迎各位學員帶上自己的模型前來參加培訓，我們將全力為你們解決問題。
由于文件內容較多，詳細內容可聯系報名老師，多有打擾請多見諒！
聯系人：吳熠燦
電話：13522797150
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COMSOL多物理場耦合應用技術.pdf
展開 八、培訓對象:
各省市、自治區從事預測流體流動、傳熱傳質、化學反應及其他相關人員；各國內、省市重點大學相關專業的研究生及老師。
九、培訓費用：
每人3900元（含報名費、培訓費、午餐費、資料費、考試認證費），住宿可統一安排，費用自理。
十、聯系方法:
聯系人: 呂金勝 手 機：17778164326
電 話：010-83204288 傳 真：010-83204288
官方QQ：1476905615
“FLUENT通用流體數值模擬計算技術” 培訓班報名回執表
（傳真電話：010—83204288）
