Fluent輻射計(jì)算
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-12
Fluent輻射計(jì)算的視頻教程
Workbench中熱電模塊的溫升計(jì)算方法-真空熱輻射的溫升計(jì)算
Workbench中熱電模塊的溫升計(jì)算方法-真空熱輻射的溫升計(jì)算 本課程主要講解了在workbench中關(guān)于通電導(dǎo)體的溫升計(jì)算，重點(diǎn)關(guān)注輻射的設(shè)置方法 視頻包括模型建立，對(duì)流設(shè)置，輻射設(shè)置，后處理設(shè)置
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fluent之太陽(yáng)輻射專(zhuān)題講座
1、講述了太陽(yáng)輻射基本原理和fluent的實(shí)現(xiàn)方法； 2、講述了fluent中太陽(yáng)輻射設(shè)置參數(shù)的基本含義； 3、講述fluent中太陽(yáng)輻射容易出問(wèn)題的要點(diǎn)； 4、講述了直射參數(shù)設(shè)置方法及參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響； 5、講述了散熱參數(shù)設(shè)置方法及參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響； 6、太陽(yáng)角度的設(shè)置方法及對(duì)壁面接受輻射強(qiáng)度的影響； 7、太陽(yáng)輻射實(shí)例基本操作；
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Fluent輻射計(jì)算的實(shí)例教程
計(jì)算輻射傳熱的三種方法
計(jì)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(xiàn)發(fā)射法
1. 直接面積積分法
直接面積積分方法的原理是對(duì)所有相對(duì)的表面對(duì)進(jìn)行雙重積分。只要表面之間沒(méi)有障礙物或陰影，就可以使用它。這種方法已被證明是準(zhǔn)確的，其準(zhǔn)確度僅由輻射積分階數(shù)控制。
這種方法總是滿(mǎn)足互易關(guān)系，但如果離散化太低并且網(wǎng)格非常粗，那么對(duì)于封閉空腔，環(huán)境角系數(shù)可能不為零。如果單元很多，直接面積積分會(huì)使計(jì)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(shí)踐中很少使用。
2.半立方體法
由下圖我們可以從概念上來(lái)理解半立方體方法?？紤]一個(gè)表面單元，圍繞該單元繪制五個(gè)邊界，并將它們均一像素化。然后，將周?chē)拿嫱队暗竭@些像素化邊界上，并計(jì)算與每個(gè)面相關(guān)聯(lián)的像素，以確定來(lái)自周?chē)娴?em>輻射熱通量以及輻照到該單元的熱通量有多少。對(duì)每個(gè)表面重復(fù)此操作。
半立方體方法將周?chē)拿嫱队暗揭唤M像素化邊界上來(lái)計(jì)算輻照度。
通過(guò) z-buffering 可以有效地處理周?chē)娴年幱埃虼?em>計(jì)算成本很低。這種方法的單一設(shè)置，即 輻射分辨率 控制著像素?cái)?shù)?；ヒ钻P(guān)系的精度會(huì)隨著輻射分辨率的提高而提高，封閉空腔環(huán)境的角系數(shù)將始終為零。
3. 射線(xiàn)發(fā)射法
射線(xiàn)發(fā)射方法適用于存在與角度相關(guān)的發(fā)射率、鏡面反射率或半透明表面。射線(xiàn)發(fā)射法，顧名思義，就是在空間中發(fā)出射線(xiàn)。但需要注意的是，這是一種 反向 射線(xiàn)追蹤方法。從每個(gè)單元的評(píng)估點(diǎn)出發(fā)，向外投射一組光線(xiàn)，用于確定該方向的輻照度。因此，可以將這些射線(xiàn)想象成與入射輻射方向相反。這些射線(xiàn)代表來(lái)自周?chē)肭蚩臻g的總輻照度的有限采樣。
根據(jù)三維半球的離散化說(shuō)明射線(xiàn)發(fā)射方法，輻射分辨率為 4?；A(chǔ)棋盤(pán)格（左）的 16 個(gè)圖塊中的每個(gè)圖塊具有相等的面積。
展開(kāi) 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(duì)表面的輻射加熱或冷卻
（3）輻射、對(duì)流和導(dǎo)熱耦合傳熱
（4）HVAC應(yīng)用中透過(guò)窗戶(hù)的熱輻射，以及汽車(chē)工業(yè)中車(chē)廂內(nèi)的模擬
（5）玻璃加工、玻璃纖維拉拔及陶瓷加工過(guò)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(shì)及限制
優(yōu)勢(shì)：（1）模型較為簡(jiǎn)單（2）可以通過(guò)增加射線(xiàn)數(shù)量來(lái)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(duì)于大數(shù)目的射線(xiàn)問(wèn)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(shì)及限制
優(yōu)勢(shì)：（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(duì)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(xiàn)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(huì)喪失精度。（4）傾向于預(yù)測(cè)局部熱源或接收器的輻射通量。
5、Rosseland輻射模型的優(yōu)勢(shì)及限制
優(yōu)勢(shì)：相對(duì)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(shì)及限制
DO模型能夠求解所有光學(xué)深度區(qū)間的輻射問(wèn)題；能求解燃燒問(wèn)題中的面對(duì)面輻射問(wèn)題，內(nèi)存和計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)都比較適中。
DO模型能用于計(jì)算半透明介質(zhì)輻射。
展開(kāi) 計(jì)算求解
單擊主菜單中Solving→Run Calculation按鈕，彈出Run Calculation（運(yùn)行計(jì)算）面板。
在Number of Iterations中輸入100，單擊Calculate開(kāi)始計(jì)算。
10. 結(jié)果后處理
進(jìn)入CFD-Post界面，顯示云圖。
采用圖（1）（2）（3）的計(jì)算過(guò)程求取R矩陣，R為正定實(shí)對(duì)稱(chēng)矩陣，如圖(4)所示,圖(5)為R的等高線(xiàn)圖，可見(jiàn)是對(duì)稱(chēng)陣；圖（6）為特征值分解后的特征向量，是雜亂無(wú)章的。采用圖(3)公式，以（j*振型*圓頻率）作為速度分布，計(jì)算聲輻射模態(tài)，不能像振型一樣得到明顯的規(guī)律，如圖(7)所示；不知為何？正定實(shí)對(duì)稱(chēng)矩陣特征值分解后，除了正交以外還有其他怎樣的規(guī)律呢？比如像振型這樣的元素分布。
計(jì)算設(shè)置
本次計(jì)算假定各向同性散射和輻射平衡，不考慮流場(chǎng)計(jì)算。
物質(zhì)屬性
計(jì)算物質(zhì)設(shè)置為空氣，設(shè)置它的散射系數(shù)為0.5/m
熱輻射模型
選擇DO熱輻射模型
邊界條件
設(shè)置墻體的溫度值
計(jì)算結(jié)果
計(jì)算域溫度云圖
計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比
熱通量對(duì)比圖表
參考文獻(xiàn)
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(kāi) 
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Fluent輻射計(jì)算的最新內(nèi)容
車(chē)輛NVH、振動(dòng)噪聲控制在車(chē)輛車(chē)身開(kāi)發(fā)、動(dòng)力系統(tǒng)、暖通空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)等領(lǐng)域的有重要應(yīng)用。聲學(xué)分析需要考慮聲固耦合或聲輻射技術(shù)，因?yàn)樯婕暗絻?nèi)場(chǎng)的聲固耦合分析或外聲場(chǎng)的輻射聲功率計(jì)算，雖然封閉聲場(chǎng)可以基于模態(tài)法減少計(jì)算時(shí)間，外聲場(chǎng)可以采用格林法或聲傳遞函數(shù)等方法減少計(jì)算時(shí)間，但是，聲學(xué)網(wǎng)格分網(wǎng)、聲固耦合計(jì)算還是要花費(fèi)更長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間，造成企業(yè)需要更大的硬件資源和更長(zhǎng)開(kāi)發(fā)周期。
在車(chē)輛開(kāi)發(fā)前期的動(dòng)力系統(tǒng)開(kāi)發(fā)或車(chē)身開(kāi)發(fā)中
基于Fluent的DPM對(duì)文丘里管除塵仿真計(jì)算4個(gè)月前
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(xì)小液滴，形成一個(gè)巨大的氣液接觸界面。安全殼內(nèi)攜帶放射性粉塵的氣體通過(guò)文丘里管時(shí)，粉塵顆粒與液滴發(fā)生碰撞、慣性攔截和擴(kuò)散等作用，從而被液滴捕獲并最終從氣流中分離出來(lái)。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yè)廢氣處理領(lǐng)域具有重要地位。
本案例對(duì)圓柱繞流的氣動(dòng)噪聲展開(kāi)了仿真計(jì)算。主要涉及到二維模型LES大渦模擬的開(kāi)啟、FW-H模型的使用。計(jì)算模型簡(jiǎn)單，為氣動(dòng)噪聲常用的驗(yàn)證模型。通過(guò)對(duì)該案例的學(xué)習(xí)，后續(xù)可以通過(guò)該方法對(duì)各類(lèi)航空航天、船舶等領(lǐng)域的氣動(dòng)噪聲展開(kāi)預(yù)報(bào)。
1 workbench 設(shè)置
本案例計(jì)算模型簡(jiǎn)單，相關(guān)的workbench設(shè)置如下圖：
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
本案例采用的圓柱體直徑為
Eleven
本文復(fù)現(xiàn)一篇題為“Anapole Meta-Atoms: Nonradiating Electric and Magnetic Sources”的PRL [1]。復(fù)現(xiàn)選擇使用和文中相同的軟件CST MICROWAVE STUDIO。首先進(jìn)行簡(jiǎn)單的背景介紹。
經(jīng)典非輻射電磁源是否存在？一直是令人困惑的問(wèn)題。論文研究了放置在內(nèi)孔內(nèi)的由電或磁點(diǎn)狀偶極子天線(xiàn)激發(fā)的單個(gè)超高介電率中空盤(pán)組成的物理系統(tǒng)的輻射特性
本案例利用Fluent 內(nèi)置雙向流固耦合FSI對(duì)液艙晃蕩仿真展開(kāi)了計(jì)算，提供了一種更為便捷快速的分析方法，對(duì)不同楊氏模量的液艙內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行分析，后續(xù)可以通過(guò)該案例對(duì)不同的雙向流固耦合模型展開(kāi)計(jì)算分析。
1 SCDM 設(shè)置
1.1 導(dǎo)入幾何
本案例根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，建立了對(duì)應(yīng)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(gòu)件的厚度
本案例利用Fluent對(duì)護(hù)衛(wèi)艦經(jīng)典模型SFS2進(jìn)行靜態(tài)流場(chǎng)計(jì)算。
本文僅計(jì)算了來(lái)流速度為20.6m/s的工況，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)實(shí)驗(yàn)較為接近。
1 workbench 設(shè)置
1.1 選擇流體流動(dòng)（帶有Fluent 網(wǎng)格劃分功能的Fluent）
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
下圖為SFS2幾何結(jié)構(gòu)圖。
下圖為計(jì)算域幾何圖。入口為inlet，出口為outlwt
本案例利用Fluent中的滑移網(wǎng)格模型（RBM)，對(duì)螺旋槳敞水水動(dòng)力性能問(wèn)題進(jìn)行了瞬態(tài)仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)4119槳的瞬態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。
本文僅計(jì)算了進(jìn)速系數(shù)為0.4的工況，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)實(shí)驗(yàn)較為接近。
與Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)機(jī)械（一）的結(jié)果相比，瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值更為接近。
1 workbench 設(shè)置
1.1
<p class="ql-align-center"><br></p><p>本案例利用Workbench的參數(shù)化功能，簡(jiǎn)單的對(duì)不同攻角的翼型展開(kāi)了參數(shù)化仿真計(jì)算。</p><p>該案例為幾何模型與仿真計(jì)算過(guò)程比較簡(jiǎn)單，但通過(guò)該案例可延伸到多種不同模型的參數(shù)化建模仿真計(jì)算問(wèn)題等較為復(fù)雜的仿真問(wèn)題。</p><p><strong>1 前處理設(shè)置</strong></p><p>以NACA2415的幾何尺寸，長(zhǎng)為
?
一、概述
隨著計(jì)算科學(xué)以及數(shù)值分析方法的不斷發(fā)展，流固耦合或交互作用 （fluid structure coupling 或 fluid structure interaction）研究從 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，受到了世界學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛 關(guān)注。流固耦合問(wèn)題是流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）與固體力學(xué) （
ANSYS版本為2022R2，內(nèi)含仿真1G大小文件，模型
