Fluent對流輻射的案例
涉及流固耦合（對流、輻射）的熱分析
邊界條件
銅母線生熱率：12960w/m3
銅外殼生熱率：8909w/m3
銅外殼外側(cè)與空氣對流換熱：hc= 4w/(m2*K), T,ambient = 313 K
銅外殼外側(cè)的熱輻射率：emissivity=0.85
銅母線、銅外殼內(nèi)側(cè)的熱輻射率均為 0.85
重力y軸負(fù)向：9.8
幾何圖形見下圖(單位：m)
4.附檔
4.a gambit網(wǎng)格
simwe_thermal_gambit_mesh.rar
4.b icemcfd project file
simwe_tube_icemcfd_project.rar
4.c icemcfd mesh for cfx
simwe_tube_icem10_mesh.rar
4.d ansys_mesh file
ansys_mesh file.rar
用openoffice calc, 簡單計(jì)算的資料
(上方是基本參數(shù)資料, 下左框是 for absorption =1, 下右框是 for absorption =0.85
在表中所設(shè)的管長是1.00 meter, 但是在icemcfd and ansys 網(wǎng)格中的管長是建為0.0025 meter的
根據(jù)熱平衡時(shí), 所有銅管產(chǎn)生之熱, 必等於外表面散熱(radiation + convection)
可知合理的表皮溫度應(yīng)在363(or 369)度附近
用omega Reynold stress turbulent model 的結(jié)果
K-e turbulent model 的結(jié)果
展開 水壺的傳熱分析（熱傳導(dǎo)+熱對流+熱輻射） ￥5
分享一個(gè)通過ABAQUS做的水壺的傳熱分析，包含熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)+熱對流+熱輻射。
方法教程來自于外網(wǎng)，附件是自己根據(jù)教程練習(xí)時(shí)建的cae模型，供參考。
熱傳導(dǎo)是熱能從高溫向低溫部分轉(zhuǎn)移的過程；熱對流是熱量通過流動介質(zhì)傳遞的過程；熱輻射是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象。
【材料】鋼/陶瓷
【網(wǎng)格】DC3D10
【接觸】
茶壺和蓋子之間的傳導(dǎo)
2.對流
3.熱輻射
【設(shè)置絕對零度+Stefan-Boltzmann常數(shù)】
【邊界條件】
【預(yù)定義溫度場】
【后處理】
展開 Fluent自然對流模擬
要用Fluent模擬自然對流的速度場和溫度場，想知道各位都添加些什么邊界條件，入口，出口怎么設(shè)置，需要知道哪些參數(shù)？要不要算對流換熱系數(shù)---
操作技巧- Fluent自然對流冷卻仿真注意事項(xiàng)
根據(jù)用戶們向Ansys流體技術(shù)團(tuán)隊(duì)反饋的在自然對流冷卻仿真過程中存在的問題，Ansys工程師做了系統(tǒng)的解答匯總。以下知識點(diǎn)雖然都是在Fluent中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，但方法是普適的，在其它CFD軟件中計(jì)算時(shí)同樣需要注意，希望對大家有所幫助。
關(guān)鍵知識點(diǎn)匯總
?網(wǎng)格方面：空氣域需要有邊界層網(wǎng)格，且最大長寬比不宜超過40
?求解器方面：需要使用雙精度求解器
?打開重力
?物性密度方面
‐Incompressibleideal gas->指定操作密度
‐Boussinesq：要求溫度變化較小（<20%）; 指定操作溫度
?壓力空間離散格式: body force weighted 或者Presto!
?需要計(jì)算非穩(wěn)態(tài)時(shí)間常數(shù)，時(shí)間步長取其1/4左右
?P-V耦合
‐推薦使用coupled; CFL設(shè)置為100，密度松弛因子0.8
‐simple也可以計(jì)算
?初始時(shí)使用一階算法，穩(wěn)定后切換到二階
?Bodyforce 松弛因子不宜大于0.5
?必要時(shí)可關(guān)閉溫度的二階梯度
以下是對上述點(diǎn)具體實(shí)現(xiàn)的描述：
在WTM中可實(shí)現(xiàn)對長寬比生成的控制
打開重力
物性密度操作
壓力離散格式
時(shí)間步長計(jì)算
PV耦合
關(guān)閉溫度二階梯度
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來源：Ma Shihu，Jing Wenming，Ansys 流體大本營
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「CFD案例-Fluent」10 基于大渦模型的三維熱對流仿真
本案例演示了如何使用 LES模型來模擬熱對流過程。首先在DM中導(dǎo)入幾何模型，然后進(jìn)入Mesh對幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分及邊界命名，接著利用Fluent進(jìn)行求解，最后在CFD-POST進(jìn)行后處理。案例基于3D、瞬態(tài)計(jì)算。
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(dǎo)熱耦合傳熱
（4）HVAC應(yīng)用中透過窗戶的熱輻射，以及汽車工業(yè)中車廂內(nèi)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(yōu)勢及限制
優(yōu)勢：（1）模型較為簡單（2）可以通過增加射線數(shù)量來提高計(jì)算精度（3）可以用于光學(xué)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(guān)于入射角各向同性反射的。（2）不包括散射效應(yīng)。（3）基于灰體輻射假定。（4）對于大數(shù)目的射線問題，非常耗費(fèi)CPU時(shí)間。（5）不能與非共形交界面或滑移網(wǎng)格同時(shí)使用。（6）不能用于并行計(jì)算中。
4、P1模型的優(yōu)勢及限制
優(yōu)勢：（1）輻射模型為一個(gè)擴(kuò)散方程，求解需要較少的CPU時(shí)間。（2）考慮了擴(kuò)散效應(yīng)。（3）對于光學(xué)深度比較大（如燃燒應(yīng)用中），P-1模型表現(xiàn)非常好。（4）P-1模型使用曲線坐標(biāo)很容易處理復(fù)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(xué)深度很小時(shí)，可能會喪失精度。（4）傾向于預(yù)測局部熱源或接收器的輻射通量。
5、Rosseland輻射模型的優(yōu)勢及限制
優(yōu)勢：相對于P-1模型，它不求解額外的關(guān)于入射輻射的傳輸方程，因此比P-1模型計(jì)算要快，且更節(jié)省內(nèi)存。
限制：只能用于光學(xué)深度比較大的情況，推薦用于光學(xué)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(yōu)勢及限制
DO模型能夠求解所有光學(xué)深度區(qū)間的輻射問題；能求解燃燒問題中的面對面輻射問題，內(nèi)存和計(jì)算開銷都比較適中。
DO模型能用于計(jì)算半透明介質(zhì)輻射。
展開 操作教程 | FLUENT散熱器熱輻射模擬
啟動FLUENT并導(dǎo)入網(wǎng)格
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2022→Fluid Dynamics→Fluent 2022命令，啟動Fluent 2022。
（2）單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導(dǎo)入.msh網(wǎng)格文件。
2. 定義模型
單擊命令結(jié)構(gòu)樹中General按鈕，彈出General（總體模型設(shè)定）面板，Solver中Time選擇Steady。勾選Gravity，在Z中填入-9.81m/s2。
3. 設(shè)置材料
單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對話框。單擊Fluent Database按鈕彈出Fluent Database Materials對話框，選擇water-liquid單擊Copy按鈕確認(rèn)。
4. 設(shè)置能量方程
在模型設(shè)定面板，激活能量方程。
5. 設(shè)置湍流模型
在模型設(shè)定面板Models中雙擊Viscous按鈕，彈出Viscous Models對話框，勾選Realizable k-epsilon模型。
6. 設(shè)置邊界條件
（1）單擊主菜單中Physics→Zones→Boundaries按鈕啟動的邊界條件面板。
（2）在邊界條件面板中，設(shè)置inlet的參數(shù)如下圖所示。
（3）設(shè)置wall-fluid_domain的參數(shù)如下圖所示。
（4）設(shè)置wall-solid_fin的參數(shù)如下圖所示。
7.
展開 「CFD案例-Fluent」23 固體圓柱自然對流換熱二維瞬態(tài)分析
本案例在ANSYS2019R3中演示了如何利用Fluent進(jìn)行固體圓柱自然對流換熱二維瞬態(tài)CFD仿真。首先于DesignModeler中建立幾何模型，接著導(dǎo)入ANSYS Mesh進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并進(jìn)行命名邊界條件，然后利用Fluent進(jìn)行求解，最后在CFD-POST中進(jìn)行后處理。案例基于2D、瞬態(tài)求解。
一
案例模型
二
Workbench設(shè)置
▼ 將Fluid Flow(Fluent)拖入右邊空白界面。
▼ 以DesignModeler方式打開Geometry。
模型建立完畢，轉(zhuǎn)入ANSYS Mesh，網(wǎng)格劃分。
三
Fluent設(shè)置
▼ 打開Fluent登錄界面進(jìn)行設(shè)置。
展開 Fluent輻射模擬中一個(gè)關(guān)于空氣參數(shù)的設(shè)定問題
在做一個(gè)輻射傳熱問題，空氣參數(shù)用伯斯涅興課假設(shè)，但是空氣吸收系數(shù)不知道如何設(shè)定，請高手執(zhí)教
