Fluent蒸發(fā)換熱的案例
Mixture 和用戶自定義函數(shù)UDF 計(jì)算液體蒸發(fā)換熱 ￥20
混合模型典型應(yīng)用場(chǎng)景為沉降、旋風(fēng)分離、泡狀流等
必須使用分離式求解器
不能用在沿流動(dòng)方向的周期性流動(dòng)
不能用大渦模擬
不能用無(wú)粘流動(dòng)
不能用二階隱式時(shí)間格式
光滑直管內(nèi)液體蒸發(fā)換熱模型
二維光滑圓管，飽和壓力0.57MPa
管壁熱流密度10kw/m2
進(jìn)口質(zhì)量流量288kg/m2s
使用UDF定義
蒸發(fā)飽和溫度；汽化潛熱；管壁熱流密度；管徑；飽和蒸汽焓
干度沿管程變化規(guī)律
向氣相轉(zhuǎn)移的質(zhì)量
耦合UDF
定義多相流模型為mixture
設(shè)置質(zhì)量和能量源項(xiàng)的UDF
展開(kāi) Fluent實(shí)用案例 | 螺旋翅片管式換熱器換熱仿真
<p>本案例利用Fluent能量方程對(duì)螺旋翅片管式換熱器展開(kāi)了數(shù)值仿真計(jì)算。該案例所用模型為假設(shè)模型，僅作計(jì)算設(shè)置參考，所進(jìn)行的設(shè)置十分簡(jiǎn)單。通過(guò)此案例后續(xù)可以對(duì)進(jìn)一步通過(guò)參數(shù)化建模，對(duì)不同流速、基管尺寸、翅片半徑等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)多工況的仿真計(jì)算，從而達(dá)到多目標(biāo)優(yōu)化的目的。</p><p><strong>1 workbench 設(shè)置</strong></p><p>本案例具體設(shè)置如下圖 ：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/a73d4f107f58f883f2fc0a0da08f2be6.jpg"></p><p><strong>2 SCDM 設(shè)置</strong></p><p><strong>2.1 導(dǎo)入幾何</strong></p><p>整體幾何結(jié)構(gòu)如下圖:中間為換熱器，外部為空氣域。基管長(zhǎng)34mm，前后各留1mm間隔，翅片厚度為1mm，x方向壁面分別為進(jìn)出口。z方向壁面設(shè)置為wall2，y方向壁面設(shè)置為wall1，對(duì)幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行共享拓?fù)涮幚怼?em>換熱器外表面命名為pipe，內(nèi)表面命名為wall-</p><p>hot。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/989b58b5d3ceb34064e2c27613527b7f.png"></p><p><br></p><p><strong>3 Fluent Meshing 設(shè)置</strong></p><p><strong>3.1 網(wǎng)格設(shè)置</strong></p><p>采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，背景網(wǎng)格與前景網(wǎng)格皆采用六面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對(duì)應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。
展開(kāi) Fluent周期性流動(dòng)換熱仿真實(shí)例-翅片換熱器
案例描述：
氨水在間斷式翅片換熱器的流動(dòng)換熱仿真。由于在間斷式翅片換熱器中重復(fù)的幾何單元多，這里取它的一個(gè)重復(fù)單元進(jìn)行仿真分析即可，尺寸和邊界條件見(jiàn)下圖。
FLUENT 提供流向周期流的計(jì)算。這種流動(dòng)具有廣泛的應(yīng)用，如熱交換管道以及通過(guò)水箱的管流。在這些流動(dòng)模式中，幾何外形沿流動(dòng)方向上具有重復(fù)性的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致了周期性完全發(fā)展的流動(dòng)。這些周期性條件在足夠的入口長(zhǎng)度后就會(huì)形成，具體與雷諾數(shù)和幾何外形有關(guān)。
周期性熱傳導(dǎo)的解策略：
完成了周期性熱傳導(dǎo)常數(shù)壁面溫度的用戶輸入之后，你就可以解決流動(dòng)和熱傳導(dǎo)問(wèn)題直至收斂。最為有效的解決方法是首先解沒(méi)有熱傳導(dǎo)的周期性流動(dòng)，然后不改變流場(chǎng)來(lái)解熱傳導(dǎo)問(wèn)題，具體步驟如下：
在解控制面板中關(guān)閉能量方程選項(xiàng)。菜單：Solve/Controls/Solution...。
解剩下的方程（連續(xù)性，動(dòng)量以及湍流參數(shù)（可選））來(lái)獲取收斂的周期性流動(dòng)的流場(chǎng)解。注意，當(dāng)你在開(kāi)始計(jì)算之前初始化流場(chǎng)時(shí)，請(qǐng)使用入口體積溫度和壁面溫度的平均值作為流場(chǎng)的初始溫度。
回到解控制面板，關(guān)閉流動(dòng)方程打開(kāi)能量方程。
解能量方程直至收斂獲取周期性溫度場(chǎng)。
當(dāng)同時(shí)考慮流動(dòng)和熱傳導(dǎo)來(lái)解決周期性流動(dòng)和熱傳導(dǎo)問(wèn)題時(shí)，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)上面所介紹的方法相當(dāng)有效。
1、導(dǎo)入網(wǎng)格
1.1 打開(kāi)Fluent軟件，選擇2D求解器。
1.2 導(dǎo)入網(wǎng)格。
1.3 尺寸縮放。在本案例的附件網(wǎng)格，需要點(diǎn)擊Scale兩次，如下圖。
2、模型選擇
打開(kāi)能量方程和湍流模型，其中，湍流模型設(shè)置如下。
3、材料
在流體材料庫(kù)中調(diào)出氨水a(chǎn)mmonia-liquid (nh3<l>)的物性。
4、計(jì)算域設(shè)置
將計(jì)算域的材料設(shè)置為氨水。
展開(kāi) Fluent仿真實(shí)例 – DPM模型仿真噴淋水滴在熱空氣管道中蒸發(fā)
案例描述：
在一根圓管中，熱空氣從進(jìn)口流入。管中分布著水滴噴入器，在管中，水滴將會(huì)被熱空氣加熱蒸發(fā)相變?yōu)樗魵猓旱巍⑺魵夂?em>熱空氣一起混合從出口流出。
CFD仿真思路：
先求解沒(méi)有液滴的流場(chǎng)；
啟動(dòng)DPM模型+Species模型仿真液滴以及蒸發(fā)問(wèn)題。
1、啟動(dòng)軟件并導(dǎo)入網(wǎng)格
1.1 啟動(dòng)Fluent軟件，選擇3D雙精度求解器。
1.2 導(dǎo)入網(wǎng)格，網(wǎng)格文件在文章底部有下載鏈接。
2、模型設(shè)置
2.1 啟動(dòng)能量方程。
2.2 湍流模型。
2.3 啟動(dòng)組分傳輸模型Species Model。當(dāng)設(shè)置后點(diǎn)擊會(huì)彈出一個(gè)information確認(rèn)框，點(diǎn)擊ok確定即可。
2.4 設(shè)置離散型DPM模型。
3、材料設(shè)置
對(duì)于本工況，空氣、水、O2和N2保留默認(rèn)設(shè)置。
4、邊界條件
4.1 進(jìn)口邊界，設(shè)置進(jìn)口速度為16 m/s，設(shè)置進(jìn)口溫度為900K，設(shè)置物料組分O2為0.23。
4.2 出口邊界，設(shè)置物料組分O2為0.23。
5、操作條件
6、設(shè)置水滴噴射點(diǎn)。
6.1 噴射點(diǎn)0，操作Dedine -> Injections…
點(diǎn)擊Create按鈕后，彈出設(shè)置框。
在Turbulent Dispersion按鈕，設(shè)置Discrete Random Walk Model。
6.2 建立噴射點(diǎn)1。噴射點(diǎn)1只是在噴射點(diǎn)0的基礎(chǔ)上，只修改噴射位置而已，所以操作上只需要copy噴射點(diǎn)0，然后修改位置即可。
6.3 copy噴射點(diǎn)1，建立其它7個(gè)噴射點(diǎn)，噴射點(diǎn)的位置如下列表，同時(shí)Total Flow Rate設(shè)置為0.003。
展開(kāi) 
FLUENT內(nèi)置換熱器模型應(yīng)用指導(dǎo) heat exchanger ￥28
本 指導(dǎo)就是在這樣的背景下，利用CFD 軟件 FLUENT 的換熱器模型，通過(guò) UDF 實(shí)現(xiàn)換熱器的計(jì)算。
二. 適用范圍
由于 FLUENT 軟件本身的限制， 目前本指導(dǎo)僅適用于冷凝器的計(jì)算。然而如果拋開(kāi) FLUENT ，通 過(guò)本指導(dǎo)的基本原理可以自己編寫(xiě)程序計(jì)算冷凝器和蒸發(fā)器。不過(guò)總得來(lái)說(shuō)工作量很大和繁瑣，并不 推薦這樣的方式，用商業(yè)軟件 CoilDesigner 和 EVAP-COND 可以完全替代。
三. FLUENT換熱器模型的基本概念
1 、 FLUENT計(jì)算換熱器的基本思路
FLUENT計(jì)算換熱器的基本思路就是把每跟銅管分成若干份，比如10份。然后根據(jù)制冷劑入口的狀 態(tài) (溫度、壓力、干度、流量等) 逐份計(jì)算每跟銅管的換熱情況。上一份銅管的出口狀態(tài)作為下一份 銅管的入口狀態(tài)。
2 、FLUENT換熱器模型的分類
FLUENT共分ungrouped macro 、grouped macro和dual cell三種模型。其中dual cell模型是在FLUENT 的新版本中才出現(xiàn)。
2. 1 、ungrouped macro模型
文檔名稱:
FLUENT 內(nèi)置換熱器模型應(yīng)用指導(dǎo)
頁(yè)數(shù): 第 5 頁(yè) 共 13 頁(yè)
Ungrouped macro模型通常用在銅管布置較簡(jiǎn)單的換熱器中，比如單排盤(pán)管。
2.2 、grouped macro模型
Grouped macro模型則大大擴(kuò)展了FLUENT的應(yīng)用范圍，適用于多排盤(pán)管的計(jì)算。我們?cè)O(shè)計(jì)的換熱 器基本都要用到這個(gè)模型。
展開(kāi) ANSYS Fluent案例解析_共軛換熱
◆流體求解器能夠求解流體對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射傳熱，對(duì)于固體傳熱計(jì)算，只能求解熱傳導(dǎo)方程。
問(wèn)：為什么使用CHT？
◆如果只關(guān)心流體區(qū)域與固體壁面之間的傳熱，不涉及固體壁面內(nèi)的導(dǎo)熱，這僅是一個(gè)對(duì)流換熱問(wèn)題，不涉及耦合換熱。
◆當(dāng)我們對(duì)流體域中含有固體材料的溫度分布感興趣時(shí)，可以使用conjugate heat transfer（CHT）進(jìn)行數(shù)值模擬。
FLUENT管殼式換熱器流動(dòng)模擬
本教程演示了管殼式換熱器內(nèi)的流體流動(dòng)和傳熱問(wèn)題的設(shè)置和求解。計(jì)算域包含殼體（流體域）、管道（固體域）以及管道內(nèi)流體區(qū)域（流體域）三部分組成。
1 啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開(kāi)始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動(dòng)Workbench 19.2，進(jìn)入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項(xiàng)，即可在項(xiàng)目管理區(qū)創(chuàng)建分析項(xiàng)目A。
2 導(dǎo)入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時(shí)會(huì)彈出“打開(kāi)”對(duì)話框。
（2）在彈出的“打開(kāi)”對(duì)話框中選擇文件路徑，導(dǎo)入leak.agdb幾何體文件。
3 劃分網(wǎng)格
（1）雙擊A3欄Mesh項(xiàng)，進(jìn)入Meshing界面，在該界面下進(jìn)行模型的網(wǎng)格劃分。
（2）右鍵殼體入口平面，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，輸入名稱Hot-inlet，單擊OK按鈕確認(rèn)。
（3）同步驟（2）創(chuàng)建殼體出口，命名為Hot-outlet。
（4）同步驟（2）創(chuàng)建管體的出入口，分別命名為Cold-inlet，Cold-outlet。
（5）右鍵選擇殼體，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對(duì)話框，輸入名稱Shell。
（6）同步驟（5）選擇內(nèi)部管道固體域和流體域，分別命名為T(mén)ube-solid，Tube-fluid。
展開(kāi) Fluent隱射式冷熱水混合換熱器的數(shù)值模擬 ￥10
1、問(wèn)題描述：隱射式冷熱水混合換熱器中，冷水自左側(cè)管道入口流入，經(jīng)漸縮管道后，加速通過(guò)，同時(shí)壓強(qiáng)降低。在管道喉部產(chǎn)生真空度，將熱水管道中的熱水吸入主管道，冷熱水混合后，經(jīng)右側(cè)管道流出。
2、模型建立如下：
3、網(wǎng)格劃分結(jié)果如下：
4、部分計(jì)算結(jié)果如下：
Z=0平面上的壓力云圖
Z=0平面上的總壓
X=-0.01、-0.005、0、0.005、0.01處的壓力分布
付費(fèi)部分有詳細(xì)操作教程及結(jié)果分析
展開(kāi) FLUENT精典案例#320-管殼式換熱器仿真 ￥200
FLUENT精典案例#320-管殼式換熱器仿真
案例介紹
如下圖所示的管殼式換熱器，條件為：管程，冷水，20度，0.05ms；殼程，熱空氣，80度，0.1ms。不考慮外殼與外界的換熱，且未考慮管壁的厚度。
網(wǎng)格情況
使用ICEM非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。
「CFD案例-Fluent」20 板式換熱器
本案例在ANSYS2019R3中演示了如何利用Fluent進(jìn)行板式換熱器CFD仿真。首先于SpaceClaim中建立幾何模型，并進(jìn)行命名邊界條件，接著導(dǎo)入Fluent Meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，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3D、穩(wěn)態(tài)求解。
FLUENT仿真經(jīng)典案例#404-U形地埋管（地源熱泵）換熱仿真 ￥6
FLUENT仿真經(jīng)典案例#404-U形地埋管（地源熱泵）換熱仿真
01
模型圖
02
仿真工況
入口條件：流體速度0.6m/s，velocity inlet，水溫36℃，直徑26mm。
土壤原始溫度為：即初始溫度16℃（FLUENT中可使用Patch）。
計(jì)算域外圍和底部設(shè)為初溫16℃，計(jì)算域頂部設(shè)為絕熱邊界。
03
網(wǎng)格圖
使用ANSYS MESH制作混合網(wǎng)格（六面體、三棱柱和四面體）。其實(shí)為有效降低網(wǎng)格縱橫比，可以考慮整體均使用棱柱網(wǎng)格。
04
仿真基本設(shè)置
1 瞬態(tài)計(jì)算，并考慮重力影響。
2 使用標(biāo)準(zhǔn)KE湍流模型。
3 打開(kāi)能量方程。
4 為不同區(qū)域創(chuàng)建不同材質(zhì)。
主要是創(chuàng)建管道、土壤和回填層的材質(zhì)。
5 將不同材質(zhì)分別賦給不同的域。
6 設(shè)置入口速度和溫度條件。
0.6m/s和36℃。
7 設(shè)置出口條件
根據(jù)實(shí)際選擇使用OUTFLOW。
或壓力出口條件，出口回流溫度16℃。
8 設(shè)置壁面條件
其中上表面可設(shè)置為外界（空氣）溫度，底面和側(cè)面可設(shè)置為土壤溫度。此例中都使用的是16℃（僅作為演示，不一定合適）。
9 可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置對(duì)某些位置的溫度監(jiān)測(cè)。
10 初始化并賦初溫。
展開(kāi) 
Ansys Fluent TUI系列教程實(shí)例2-排氣歧管流動(dòng)和換熱 ￥58
</p><p>b、功能函數(shù)</p><p>優(yōu)點(diǎn):Fluent內(nèi)置可以直接使用；</p><p>缺點(diǎn):需要熟悉scheme語(yǔ)言，參數(shù)相對(duì)復(fù)雜。 例如:要在自由面列表上創(chuàng)建平面來(lái)封堵小孔</p><p>(tgapi-boundary-fill-planar-holes-using-free-faces '(6 53 4) (list'(-10 5 5) '(0 5 5) '(0 -5 5)) 0.001 #t)</p><p>c、調(diào)用API庫(kù)函數(shù)</p><p>優(yōu)點(diǎn):功能強(qiáng)大，可以完成所有操作；</p><p>缺點(diǎn):需要熟悉scheme語(yǔ)言或python語(yǔ)言，難度較大</p><p>例如:打開(kāi)網(wǎng)格劃分流程，類型為水密幾何</p><p>對(duì)于Fluent2022R2之前的版本，通過(guò)scheme調(diào)用python命令；</p><p>(%ру-ехес "workflow.InitializeWorkflow (WorkflowType=r' Watertight Geometry')")</p><p>對(duì)于Fluent202R2之后的版本，使用PyFluent控制臺(tái)：</p><p>workflow.
展開(kāi) ANSYS教學(xué)視頻| Mapping技術(shù)助力Fluent輕松解決Underhood共軛換熱問(wèn)題
視頻內(nèi)容：
發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)大量的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件給工程師進(jìn)行熱管理仿真帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的基于流體-結(jié)構(gòu)網(wǎng)格共節(jié)點(diǎn)的求解方式存在網(wǎng)格生成難度大，網(wǎng)格量不容易控制等問(wèn)題，本視頻介紹了基于FLUENT最新的Mapping技術(shù)，工程師可以分別生成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格及流體網(wǎng)格，僅通過(guò)指定界面Mapping關(guān)系即可完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的共軛換熱分析，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)艙及整車熱管理分析的效率。
建議在wifi環(huán)境下觀看
↓↓
FLUENT基礎(chǔ)案例#359-簡(jiǎn)易板式換熱器仿真（不考慮壁厚）
點(diǎn)擊藍(lán)字關(guān)注我們
FLUENT基礎(chǔ)案例#359-簡(jiǎn)易板式換熱器仿真（不考慮壁厚）
01
案例介紹
如下圖所示的冷熱水換熱器（SpaceClaim模型），換熱板部分共十層，每五層（間隔）連通。長(zhǎng)管一端進(jìn)80℃熱水，短管一端進(jìn)10℃冷水，另兩端均出水。
本例SpaceClaim模型關(guān)鍵提示：需要在不同的域之間設(shè)置共享拓?fù)洌駝t無(wú)法設(shè)置傳熱耦合面。
相關(guān)操作可以參考本公眾號(hào)之前的推送《三維網(wǎng)格劃分中無(wú)厚度面的處理（三）》
02
網(wǎng)格情況
ANSYS MESH網(wǎng)格（FLUENT檢測(cè)質(zhì)量不低于0.7），如下圖。
03
仿真基本設(shè)置
1、穩(wěn)態(tài)計(jì)算
2、標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型
3、流體介質(zhì)設(shè)置
4、打開(kāi)能量方程
5、冷水入口速度、溫度
6、熱水入口速度、溫度
7、初始化并計(jì)算，殘差曲線如下
04
基本結(jié)果
05
使用軟件及視頻情況
1、使用ANSYS WORKBENCH19.2制作案例：SpaceClaim建模；ANSYS MESH網(wǎng)格；FLUENT仿真；POST云圖成圖。
2、以上過(guò)程均有高清視頻，總時(shí)長(zhǎng)約40分鐘，可在平臺(tái)購(gòu)買。
展開(kāi) 換熱器流固熱耦合計(jì)算，四面體網(wǎng)格多面體網(wǎng)格分開(kāi)畫(huà)好后組裝再進(jìn)行計(jì)算設(shè)置(含fluent計(jì)算設(shè)置視頻) ￥30
外部氣流和內(nèi)部水流
組裝后的網(wǎng)格
