Fluent換熱計算的案例
FLUENT內置換熱器模型應用指導 heat exchanger ￥28
本 指導就是在這樣的背景下，利用CFD 軟件 FLUENT 的換熱器模型，通過 UDF 實現換熱器的計算。
二. 適用范圍
由于 FLUENT 軟件本身的限制， 目前本指導僅適用于冷凝器的計算。然而如果拋開 FLUENT ，通 過本指導的基本原理可以自己編寫程序計算冷凝器和蒸發器。不過總得來說工作量很大和繁瑣，并不 推薦這樣的方式，用商業軟件 CoilDesigner 和 EVAP-COND 可以完全替代。
三. FLUENT換熱器模型的基本概念
1 、 FLUENT計算換熱器的基本思路
FLUENT計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。然后根據制冷劑入口的狀 態 (溫度、壓力、干度、流量等) 逐份計算每跟銅管的換熱情況。上一份銅管的出口狀態作為下一份 銅管的入口狀態。
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。
2. 1 、ungrouped macro模型
文檔名稱:
FLUENT 內置換熱器模型應用指導
頁數: 第 5 頁 共 13 頁
Ungrouped macro模型通常用在銅管布置較簡單的換熱器中，比如單排盤管。
2.2 、grouped macro模型
Grouped macro模型則大大擴展了FLUENT的應用范圍，適用于多排盤管的計算。我們設計的換熱 器基本都要用到這個模型。
展開 換熱器流固熱耦合計算，四面體網格多面體網格分開畫好后組裝再進行計算設置(含fluent計算設置視頻) ￥30
外部氣流和內部水流
組裝后的網格
Fluent實用案例 | 螺旋翅片管式換熱器換熱仿真
具體網格劃分如下圖所示：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/86354b51e088d1d7e3f99da5745cd145.png"></p><p><strong>4 FLUENT 設置</strong></p><p><strong>4.1 General設置與網格導入</strong></p><p>由于本文僅分析換熱管的整體換熱性能，因此僅需要進行穩態計算結果的討論，此處的設置比較簡單，勾選為穩態計算。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/c5d81aab5978711e26d1bb4c1de6b8f3.jpg"></p><p><br></p><p><strong>4.2 模型設置</strong></p><p>由于是換熱管計算，因此需要開啟能量方程。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/6da57791d88e5eaae404babc80cf8660.png"></p><p><strong>4.3 材料設置</strong></p><p>由于本模型包含流體和固體區域，因此需要對固體區域材料進行設置，此處選擇Fluent內置固體材料：銅。進行相關計算。
展開 Fluent周期性流動換熱仿真實例-翅片換熱器
案例描述：
氨水在間斷式翅片換熱器的流動換熱仿真。由于在間斷式翅片換熱器中重復的幾何單元多，這里取它的一個重復單元進行仿真分析即可，尺寸和邊界條件見下圖。
FLUENT 提供流向周期流的計算。這種流動具有廣泛的應用，如熱交換管道以及通過水箱的管流。在這些流動模式中，幾何外形沿流動方向上具有重復性的特點，從而導致了周期性完全發展的流動。這些周期性條件在足夠的入口長度后就會形成，具體與雷諾數和幾何外形有關。
周期性熱傳導的解策略：
完成了周期性熱傳導常數壁面溫度的用戶輸入之后，你就可以解決流動和熱傳導問題直至收斂。最為有效的解決方法是首先解沒有熱傳導的周期性流動，然后不改變流場來解熱傳導問題，具體步驟如下：
在解控制面板中關閉能量方程選項。菜單：Solve/Controls/Solution...。
解剩下的方程（連續性，動量以及湍流參數（可選））來獲取收斂的周期性流動的流場解。注意，當你在開始計算之前初始化流場時，請使用入口體積溫度和壁面溫度的平均值作為流場的初始溫度。
回到解控制面板，關閉流動方程打開能量方程。
解能量方程直至收斂獲取周期性溫度場。
當同時考慮流動和熱傳導來解決周期性流動和熱傳導問題時，你就會發現上面所介紹的方法相當有效。
1、導入網格
1.1 打開Fluent軟件，選擇2D求解器。
1.2 導入網格。
1.3 尺寸縮放。在本案例的附件網格，需要點擊Scale兩次，如下圖。
2、模型選擇
打開能量方程和湍流模型，其中，湍流模型設置如下。
3、材料
在流體材料庫中調出氨水ammonia-liquid (nh3<l>)的物性。
4、計算域設置
將計算域的材料設置為氨水。
展開 
ANSYS Fluent案例解析_共軛換熱
◆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。
問：為什么使用CHT？
◆如果只關心流體區域與固體壁面之間的傳熱，不涉及固體壁面內的導熱，這僅是一個對流換熱問題，不涉及耦合換熱。
◆當我們對流體域中含有固體材料的溫度分布感興趣時，可以使用conjugate heat transfer（CHT）進行數值模擬。
FLUENT管殼式換熱器流動模擬
本教程演示了管殼式換熱器內的流體流動和傳熱問題的設置和求解。計算域包含殼體（流體域）、管道（固體域）以及管道內流體區域（流體域）三部分組成。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入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，即可在項目管理區創建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入leak.agdb幾何體文件。
3 劃分網格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網格劃分。
（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。
（3）同步驟（2）創建殼體出口，命名為Hot-outlet。
（4）同步驟（2）創建管體的出入口，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對話框，輸入名稱Shell。
（6）同步驟（5）選擇內部管道固體域和流體域，分別命名為Tube-solid，Tube-fluid。
展開 Fluent隱射式冷熱水混合換熱器的數值模擬 ￥10
1、問題描述：隱射式冷熱水混合換熱器中，冷水自左側管道入口流入，經漸縮管道后，加速通過，同時壓強降低。在管道喉部產生真空度，將熱水管道中的熱水吸入主管道，冷熱水混合后，經右側管道流出。
2、模型建立如下：
3、網格劃分結果如下：
4、部分計算結果如下：
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
付費部分有詳細操作教程及結果分析
展開 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。
網格情況
使用ICEM非結構網格。
空腔內的輻射換熱計算
計算設置
本次計算假定各向同性散射和輻射平衡，不考慮流場計算。
物質屬性
計算物質設置為空氣，設置它的散射系數為0.5/m
熱輻射模型
選擇DO熱輻射模型
邊界條件
設置墻體的溫度值
計算結果
計算域溫度云圖
計算值與實驗值對比
熱通量對比圖表
參考文獻
G.D Raithby, E.H. Chui. “A Finite Volume Method for Predicting a Radiant Heat Transfer in Enclosoures with Participating Media”. Journal of Heat Transfer. Volume 112, pp. 415-423, 1990
展開 「CFD案例-Fluent」20 板式換熱器
本案例在ANSYS2019R3中演示了如何利用Fluent進行板式換熱器CFD仿真。首先于SpaceClaim中建立幾何模型，并進行命名邊界條件，接著導入Fluent Meshing進行網格劃分，然后利用Fluent進行求解，最后在CFD-POST中進行后處理。案例基于3D、穩態求解。
傳熱計算-空腔自然對流換熱 ￥10
1 問題描述
一個長20cm，寬2cm的矩形幾何，其中上邊溫度500K，下邊溫度300K，兩側邊為絕熱邊界。內部介質為空氣，在溫度影響下產生自然對流。
圖 1 幾何模型
2 劃分網格
上下邊界劃分300個節點，左右邊界劃分30個節點，共生成9000個四邊形網格。
邊界命名
3 設置邊界條件
設置重力加速度為-9.81m/s2，添加空氣相關參數。
原文檔在附件里，自行下載。
Solidcast——等效換熱系數計算工具
Solidcast——等效換熱系數計算工具
Ansys Fluent TUI系列教程實例2-排氣歧管流動和換熱 ￥58
</p><p>b、功能函數</p><p>優點:Fluent內置可以直接使用；</p><p>缺點:需要熟悉scheme語言，參數相對復雜。 例如:要在自由面列表上創建平面來封堵小孔</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、調用API庫函數</p><p>優點:功能強大，可以完成所有操作；</p><p>缺點:需要熟悉scheme語言或python語言，難度較大</p><p>例如:打開網格劃分流程，類型為水密幾何</p><p>對于Fluent2022R2之前的版本，通過scheme調用python命令；</p><p>(%ру-ехес "workflow.InitializeWorkflow (WorkflowType=r' Watertight Geometry')")</p><p>對于Fluent202R2之后的版本，使用PyFluent控制臺：</p><p>workflow.
展開 FLUENT仿真經典案例#404-U形地埋管（地源熱泵）換熱仿真 ￥6
FLUENT仿真經典案例#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）。
計算域外圍和底部設為初溫16℃，計算域頂部設為絕熱邊界。
03
網格圖
使用ANSYS MESH制作混合網格（六面體、三棱柱和四面體）。其實為有效降低網格縱橫比，可以考慮整體均使用棱柱網格。
04
仿真基本設置
1 瞬態計算，并考慮重力影響。
2 使用標準KE湍流模型。
3 打開能量方程。
4 為不同區域創建不同材質。
主要是創建管道、土壤和回填層的材質。
5 將不同材質分別賦給不同的域。
6 設置入口速度和溫度條件。
0.6m/s和36℃。
7 設置出口條件
根據實際選擇使用OUTFLOW。
或壓力出口條件，出口回流溫度16℃。
8 設置壁面條件
其中上表面可設置為外界（空氣）溫度，底面和側面可設置為土壤溫度。此例中都使用的是16℃（僅作為演示，不一定合適）。
9 可根據實際需要設置對某些位置的溫度監測。
10 初始化并賦初溫。
展開 ANSYS教學視頻| Mapping技術助力Fluent輕松解決Underhood共軛換熱問題
視頻內容：
發動機艙內大量的復雜結構件給工程師進行熱管理仿真帶來了很大的挑戰，傳統的基于流體-結構網格共節點的求解方式存在網格生成難度大，網格量不容易控制等問題，本視頻介紹了基于FLUENT最新的Mapping技術，工程師可以分別生成結構網格及流體網格，僅通過指定界面Mapping關系即可完成復雜結構的共軛換熱分析，大大提高了發動機艙及整車熱管理分析的效率。
建議在wifi環境下觀看
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