Fluent傳熱計算
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
Fluent傳熱計算的視頻教程
基于ANSYS workbench的 fluent 軟件基礎入門操作及共軛傳熱計算
主要介紹fluent軟件求解流動和傳熱的基礎操作流程，包括如下內容 1.三通幾何的處理(solidworks+spaceclaim) 2.共節點網的劃分(ansys meshing +fluent meshing) 3.計算求解及后處理（fluent） 4.Aspen plus + hsc chemistry 5.spaceclaim 的 discover live 快速仿真 本課程主要適用于
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Fluent傳熱——隨波逐流（更新）
學習Fluent關于傳熱方面的內容，包括熱傳導、自然對流（incompressible ideal gas和boussinesq方法）、強迫對流（風冷及水冷）、熱輻射（DO、S2S的例子）、太陽輻射以及共軛換熱等工況；另為保障學習效果，教程資料可加作者QQ：3050323440獲取； PS：歡迎留言評論，留言中對較關心的同類問題，可作附加視頻參考；先買先學哈； PS：作為福利的附加視頻已經很多了
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Fluent傳熱計算的實例教程
一、給方法解決以下關鍵問題
1、仿真分析結果主要在于經驗積累，12年以上工程應用專家帶你答疑解惑
2、有效掌握Fluent傳熱計算與工程應用方法+實操模型訓練
3、所有實例緊緊圍Fluent傳熱計算與工程應用方法為核心目標，進行實操模擬訓練
二、18個實例模型貼近工程實戰操作
實例01：混合管內對流換熱計算
實例02：多材料裝配體的熱傳導計算
實例03：電烙鐵的瞬態熱計算
實例04：固體壁面之間的輻射傳熱
實例05：真空輻射計算
實例06：半透明介質中的輻射計算
實例07：建筑環境太陽輻射計算
實例08：腔體內的自然對流+輻射傳熱
實例09：電子芯片散熱計算
實例10：管式換熱器計算
實例11：多孔介質傳熱計算
實例12：干燥器自然對流的熱均勻性計算
實例13：換熱器的流-熱耦合傳熱計算
實例14：水沸騰計算
實例15：蒸發冷卻計算
實例16：噴霧蒸發計算
實例17：管內冷凝計算
實例18：化學反應熱計算
三、本質問題與差異化
1、工程案例積累：專注CAE仿真計算，有大量的工程案例
2、關注計算結果：把仿真分析結果運用到產品中是核心理念
3、師資與專屬權：7000+多學員反饋、提煉的精選內容與實例，形成版權課程體系
4、問題響應參與：自主師資與合伙人模式，可直接對接客戶問題，即時做出響應
5、效果保障措施：所有學員提供高配筆記本、模型、電子資料、操作軟件
四、專家團隊
團隊12年專注CAE技術工程應用方法，為客戶提供系統的產品質量提升和優化的技術方案，具備上百例的工程問題解決經驗，熟悉CAE技術應用過程中的難點與關鍵點，團隊提供有價值的CAE技術服務。
展開 共軛傳熱：流體傳熱與固體傳熱相互耦合。由于流體求解器同時具備流體與固體傳熱計算的能力，因此可以直接采用流體求解器進行求解，無需使用流固耦合計算。流體求解器能夠求解流體對流、傳導、輻射傳熱，對于固體傳熱計算，只能求解熱傳導方程。
本例演示共軛傳熱問題在FLUENT中的求解方法。
1、問題描述
如圖1所示的計算區域，既包含流體區域也包含固體區域。在初始狀態下，流體域與固體與溫度均為293K，然后給固體域底部施加恒定溫度434K，計算分析計算域內溫度隨時間分布規律。邊界條件如圖中所示。
圖1計算域描述
2、建立幾何模型并劃分網格
利用DM建立如圖1所示2D平面幾何。采用全四邊形網格劃分，如圖2所示。
為所有邊界命名，尤其是流體和固體區域交界面，后面需要在求解器中進行設置。
3、進入Fluent求解設置
本例為瞬態計算。
涉及到熱量傳遞，因此需要激活能量方程。
流體介質為理想氣體，考慮其在溫度影響下密度變化。
考慮重力影響，設置重力加速度向量[0,-9.81,0]，設置操作密度為0。如圖3所示。
壓力-速度耦合方程采用PISO求解方式，對流項計算采用QUICK算法，其他項采用二階迎風格式。
圖2網格模型
圖3 操作項設置面板
設置流體域介質為air，固體域介質為默認的AL。
按圖1所示邊界條件設置計算域邊界。
創建交界面，如圖4所示進行設置。
圖4 設置交界面
4、初始化計算
設置初始化溫度293K，如圖5所示。
圖5初始化面板
設置自動保存選項與動畫錄制項。
設置時間步長0.1s，時間步數100，內迭代次數20。
進行求解計算即可。
展開 一、專題目標：掌握利用Fluent仿真計算常規換熱工程問題；掌握熱傳導、熱對流、熱輻射等常見熱量傳遞現象的建模、仿真流程構建及后處理技巧。
二、工程案例：14個工程案例
三、典型問題：傳熱基本理論、傳熱仿真模型構建及參數設置。
四、知 識 點：熱傳導仿真、熱對流（自然對流、強制對流）仿真、熱輻射仿真。
五、時間地點：
2021年03月19日 - 21日 西 安（19日全天報道20、21日全天上課）
六、專題導圖：
七、課程內容：
八、培訓費用：
1、3980元/人（含CAE結業證書一本）,住宿可統一安排，費用自理。
2、附：參加培訓并通過考試的學員，可選擇申報AXKG 全國職業技能考試鑒定中心頒發《CAE 仿真應用工程師》職業技能等級證書；費用 1600 元/每人，可作為在本行業專業崗位職業能力考核的證明，也在崗位聘用、任職、定級和晉升職務中作為重要依據。證書全國通用、聯網查詢、無須年檢。
九、增值服務：
持本人學生證或教師證享有9折優惠；
一個單位同時報名2人享有9折優惠；
一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
十、報名方式
1、點擊立即報名：http://jishulink.mikecrm.com/uARnq6L
2、掃描下方二維碼，聯系客服報名
未盡事宜請掃描上方二維碼，或咨詢微信客服，微信號：jishulink222
展開 計算輻射傳熱的三種方法
計算輻射傳熱的三種方法是：
直接面積積分法
半立方體法
射線發射法
1. 直接面積積分法
直接面積積分方法的原理是對所有相對的表面對進行雙重積分。只要表面之間沒有障礙物或陰影，就可以使用它。這種方法已被證明是準確的，其準確度僅由輻射積分階數控制。
這種方法總是滿足互易關系，但如果離散化太低并且網格非常粗，那么對于封閉空腔，環境角系數可能不為零。如果單元很多，直接面積積分會使計算量增大。此外，由于不考慮陰影，它主要用于模擬小凹腔，因此在實踐中很少使用。
2.半立方體法
由下圖我們可以從概念上來理解半立方體方法。考慮一個表面單元，圍繞該單元繪制五個邊界，并將它們均一像素化。然后，將周圍的面投影到這些像素化邊界上，并計算與每個面相關聯的像素，以確定來自周圍面的輻射熱通量以及輻照到該單元的熱通量有多少。對每個表面重復此操作。
半立方體方法將周圍的面投影到一組像素化邊界上來計算輻照度。
通過 z-buffering 可以有效地處理周圍面的陰影，因此計算成本很低。這種方法的單一設置，即 輻射分辨率 控制著像素數。互易關系的精度會隨著輻射分辨率的提高而提高，封閉空腔環境的角系數將始終為零。
3. 射線發射法
射線發射方法適用于存在與角度相關的發射率、鏡面反射率或半透明表面。射線發射法，顧名思義，就是在空間中發出射線。但需要注意的是，這是一種 反向 射線追蹤方法。從每個單元的評估點出發，向外投射一組光線，用于確定該方向的輻照度。因此，可以將這些射線想象成與入射輻射方向相反。這些射線代表來自周圍半球空間的總輻照度的有限采樣。
根據三維半球的離散化說明射線發射方法，輻射分辨率為 4。基礎棋盤格（左）的 16 個圖塊中的每個圖塊具有相等的面積。
展開 9 計算求解
（1）單擊主菜單中Solve→Run Calculation按鈕，彈出Run Calculation（運行計算）面板。
在Time Step Size中輸入0.0001，在Number of Time Steps中輸入1000，單擊Calculate開始計算。
10 結果后處理
（1）雙擊C4欄Results項，進入CFD-Post界面。
（2）單擊任務欄中 Location→ Plane按鈕，彈出Insert Plane（創建平面）對話框，保持平面名稱為“Plane 1”，單擊OK按鈕進入Plane（平面設定）面板。
（3）在Geometry（幾何）選項卡中Method選擇ZX Plane，Y坐標取值設定為-0.35，單位為m，單擊Apply按鈕創建平面。
（4）單擊任務欄中 （云圖）按鈕，彈出Insert Contour（創建云圖）對話框。輸入云圖名稱為“Temp”，單擊OK按鈕進入云圖設定面板。
（5）在Geometry（幾何）選項卡中Locations選擇Plane 1，Variable選擇Temperature，單擊Apply按鈕創建速度云圖。
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文丘里洗滌器除塵效率的CFD模擬研究
1. 背景介紹
文丘里洗滌器其工作原理是利用高速氣流將注入的液體撕裂破碎成大量細小液滴，形成一個巨大的氣液接觸界面。安全殼內攜帶放射性粉塵的氣體通過文丘里管時，粉塵顆粒與液滴發生碰撞、慣性攔截和擴散等作用，從而被液滴捕獲并最終從氣流中分離出來。由于其結構簡單、除塵效率高且可靠性好，文丘里洗滌器在核能、化工、冶金等工業廢氣處理領域具有重要地位。
本案例對圓柱繞流的氣動噪聲展開了仿真計算。主要涉及到二維模型LES大渦模擬的開啟、FW-H模型的使用。計算模型簡單，為氣動噪聲常用的驗證模型。通過對該案例的學習，后續可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領域的氣動噪聲展開預報。
1 workbench 設置
本案例計算模型簡單，相關的workbench設置如下圖：
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
本案例采用的圓柱體直徑為
本案例利用Fluent 內置雙向流固耦合FSI對液艙晃蕩仿真展開了計算，提供了一種更為便捷快速的分析方法，對不同楊氏模量的液艙內部構件進行分析，后續可以通過該案例對不同的雙向流固耦合模型展開計算分析。
1 SCDM 設置
1.1 導入幾何
本案例根據相關文獻，建立了對應的液艙幾何模型。H為0.3m，寬度B為0.45 m，液艙靜止自由液面高度h為0.09m(30%H）：柔性構件的厚度
本案例利用Fluent對護衛艦經典模型SFS2進行靜態流場計算。
本文僅計算了來流速度為20.6m/s的工況，計算結果與相關實驗較為接近。
1 workbench 設置
1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網格劃分功能的Fluent）
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
下圖為SFS2幾何結構圖。
下圖為計算域幾何圖。入口為inlet，出口為outlwt
本案例利用Fluent中的滑移網格模型（RBM)，對螺旋槳敞水水動力性能問題進行了瞬態仿真計算。該案例僅對4119槳的瞬態計算進行了簡單演示，其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關設置。
本文僅計算了進速系數為0.4的工況，計算結果與相關實驗較為接近。
與Fluent MRF 旋轉機械（一）的結果相比，瞬態計算結果與實驗值更為接近。
1 workbench 設置
1.1
<p class="ql-align-center"><br></p><p>本案例利用Workbench的參數化功能，簡單的對不同攻角的翼型展開了參數化仿真計算。</p><p>該案例為幾何模型與仿真計算過程比較簡單，但通過該案例可延伸到多種不同模型的參數化建模仿真計算問題等較為復雜的仿真問題。</p><p><strong>1 前處理設置</strong></p><p>以NACA2415的幾何尺寸，長為
?
一、概述
隨著計算科學以及數值分析方法的不斷發展，流固耦合或交互作用 （fluid structure coupling 或 fluid structure interaction）研究從 20 世紀 80 年代以來，受到了世界學術界和工業界的廣泛 關注。流固耦合問題是流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）與固體力學 （
ANSYS版本為2022R2，內含仿真1G大小文件，模型
<p class="ql-align-justify">本案例將采用Fluent進行瞬態計算，進行垂直軸風力機仿真分析。</p><p>1. 讀取網格文件</p><p>讀取上一篇的網格文件即可，網格讀入后可是查看一下網格質量與網格數量，這里說明一下長寬比的問題，這里案例長寬比已經到了711，一般情況下三維模型不要讓長寬比大于1000，特別是非存在一些細小縫隙的模型，本案例本來屬于二維模型拉伸而來，長寬比主要考慮到滿足邊界層的要求
作為流體仿真軟件的“頂流”，Fluent被學生、工程師及科研人員廣泛使用。隨著技術的不斷進步，Ansys工程師們致力于優化底層的并行算法，以提升其計算性能，使用戶體驗飛一般的計算速度。
在Ansys Fluent中，盡管工程師已經針對并行算法進行了充分優化，但在實際應用中，還有其他方法可以進一步提高計算性能。本文闡述了Fluent并行計算的基本原理，同時探討通過AVX2指令集加速
