Fluent換熱模型
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-12
Fluent換熱模型的視頻教程
多孔介質(zhì)非熱平衡模型換熱問題的探究
主題：多孔介質(zhì)非熱平衡模型換熱問題的探究 問題所在：在使用fluent內(nèi)置多孔介質(zhì)非熱平衡模型時，多孔介質(zhì)域與殼體間涉及的面無耦合設(shè)置，即熱量無法傳遞到殼體。同樣，當(dāng)外界存在換熱時也無法對多孔介質(zhì)內(nèi)部流體域及多孔介質(zhì)域溫度場產(chǎn)生影響。
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房間內(nèi)部通風(fēng)換熱模擬-Fluent
利用fluent軟件對連通的房間內(nèi)部的流場溫度場進(jìn)行模擬分析。 主要包含： 網(wǎng)格劃分（流體和固體墻壁的一體網(wǎng)格劃分）； 求解設(shè)置（流動+湍流+傳熱+熱源設(shè)置）
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Fluent換熱模型的實(shí)例教程
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 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 FLUENT ，通 過本指導(dǎo)的基本原理可以自己編寫程序計(jì)算冷凝器和蒸發(fā)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(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)
頁數(shù): 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(kuò)展了FLUENT的應(yīng)用范圍，適用于多排盤管的計(jì)算。我們設(shè)計(jì)的換熱 器基本都要用到這個模型。
展開 <p>本案例利用Fluent能量方程對螺旋翅片管式換熱器展開了數(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)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以對進(jìn)一步通過參數(shù)化建模，對不同流速、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，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。
展開 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(fù)的幾何單元多，這里取它的一個重復(fù)單元進(jìn)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(jì)算。這種流動具有廣泛的應(yīng)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(fù)性的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致了周期性完全發(fā)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(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，你就可以解決流動和熱傳導(dǎo)問題直至收斂。最為有效的解決方法是首先解沒有熱傳導(dǎo)的周期性流動，然后不改變流場來解熱傳導(dǎo)問題，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，動量以及湍流參數(shù)（可選））來獲取收斂的周期性流動的流場解。注意，當(dāng)你在開始計(jì)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(guān)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(dāng)同時考慮流動和熱傳導(dǎo)來解決周期性流動和熱傳導(dǎo)問題時，你就會發(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 ?本篇章簡要介紹了關(guān)于共軛換熱以及其簡易案例；
?篇尾分享中文件包括本篇采用的共節(jié)點(diǎn)的*.msh格式模型文件以及一篇網(wǎng)絡(luò)文檔，該文檔也是講解的水管共軛散熱案例，包括建模和前處理部分都有，但是他采用的模型中流體域與固體域并沒有共節(jié)點(diǎn)，而是選擇采用Interface進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；
?可能存在理解不足，歡迎指正交流！
（7）右鍵單擊模型樹中Mesh選項(xiàng)，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項(xiàng)，開始生成網(wǎng)格。
（8）網(wǎng)格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項(xiàng)可以在圖形窗口中查看網(wǎng)格。
（9）執(zhí)行主菜單File→Close Meshing命令，退出網(wǎng)格劃分界面，返回到Workbench主界面。
（10）右鍵單擊Workbench界面中A3 Mesh項(xiàng)，選擇快捷菜單中的Update項(xiàng)，完成網(wǎng)格數(shù)據(jù)往Fluent分析模塊中的傳遞。
4 定義模型
（1）雙擊A4欄Setup項(xiàng)，打開Fluent Launcher對話框，單擊OK按鈕進(jìn)入FLUENT界面。
（2）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。在SolverTime中選擇Transient，勾選Gravity，在Z中填入-9.81m/s2。
（3）在模型設(shè)定面板Models中雙擊Energy按鈕，彈出Energy（能量模型）對話框，勾選Energy Equation，單擊OK按鈕確認(rèn)并關(guān)閉對話框。
（4）在模型設(shè)定面板Models中雙擊Viscous按鈕，彈出Viscous Model（湍流模型）對話框，在Model中選擇Realizable k-epsilon(2eqn)，在Near-Wall Treatment中選擇Scalable Wall Functions，單擊OK按鈕確認(rèn)并關(guān)閉對話框。
5 設(shè)置材料
（1）單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對話框。
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Fluent換熱模型的最新內(nèi)容
<p><strong>1、實(shí)例簡介</strong></p><p> 本實(shí)例對排氣歧管內(nèi)的流場和溫度場進(jìn)行模擬。模型尺寸如下:</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202601/imgs/bc4ce603b3394cdd9f3974f7a94be2cf.png
<p>本案例利用Fluent能量方程對螺旋翅片管式換熱器展開了數(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)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以對進(jìn)一步通過參數(shù)化建模，對不同流速、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><
01 前言 本篇章將簡要介紹什么是共軛換熱？并分享一個關(guān)于共軛換熱的簡單案例_ ▉ 共軛換熱 ▉ 案例解析 ▉ 討論 02 共軛換熱 問：什么是CHT？共軛換熱？ 答：Conjugate Heat Transfer，即共軛換熱是指兩種材料熱屬性的物理之間通過介質(zhì)或者直接接觸，發(fā)生的一種耦合換熱現(xiàn)象。 ◆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(jì)算的能力，因此可以直接采用
仿真模型
導(dǎo)語
據(jù)悉，為研究鋰離子電池?zé)崽匦詸C(jī)理，針對電池表面自然對流換熱系數(shù)展開研究，通過實(shí)驗(yàn)得到了電池基本生熱參數(shù)并以此建立了單體鋰離子電池生熱模型，仿真分析了恒溫條件下不同放電電流的表面自然對流換熱系數(shù)。
鋰離子電池因其高比能量特性而被廣泛應(yīng)用于電動乘用車輛，其使用壽命受到自放電率、溫度等因素的制約。
研究發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池舒適溫度需要控制在
FLUENT 換熱器模型的基本概念 4
四 . FLUENT 換熱器模型的簡單應(yīng)用 7
五. FLUENT 換熱器模型在新風(fēng)一體機(jī)冷凝器上的應(yīng)用 1 0
六.
點(diǎn)擊藍(lán)字關(guān)注我們
FLUENT基礎(chǔ)案例#359-簡易板式換熱器仿真（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。長管一端進(jìn)80℃熱水，短管一端進(jìn)10℃冷水，另兩端均出水。
視頻內(nèi)容：
發(fā)動機(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
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。
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
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
