共軛傳熱仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
共軛傳熱仿真的視頻教程
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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共軛傳熱仿真的實例教程
具備流體力學與傳熱學基礎概念（熱傳導、熱對流、熱輻射）認知。
2. 建議掌握計算仿真或基礎 CFD 相關知識，非強制要求。
3. 具備 Linux 或 Windows 命令行操作基礎，能夠運行 OpenFOAM 程序。
4. 電腦需預裝 OpenFOAM 軟件（課程可能提供安裝指導）。
5. 具備文本編輯與文件管理能力，可完成字典文件與配置文件的修改。
6. 愿意通過實操學習仿真工作流，并遵循分步操作指引。
課程描述
本課程內容全面，旨在幫助學員從傳熱學基礎原理，逐步進階至 OpenFOAM 高級熱仿真與浮力驅動流仿真的應用。通過結構清晰的實操型課程，學員將掌握各類熱仿真問題的建模與求解方法，覆蓋流體域與固體域的熱傳導、熱對流、熱輻射及共軛傳熱（CHT）仿真。
課程以 laplacianFoam 求解器的熱傳導仿真為起點，講解控制方程、邊界條件與擴散特性的設置方法。在此基礎上，學員將深入學習浮力驅動流仿真：先基于布辛涅斯克近似法模擬不可壓縮流體中由溫度誘導的密度變化，再通過 buoyantPimpleFoam 求解器開展全可壓縮浮力流仿真。
學員將系統掌握以下核心技能：
- 搭建多區域網格，定義共軛傳熱仿真的固體域與流體域。
- 針對不可壓縮與可壓縮求解器，配置邊界條件、求解器參數及熱物理性質。
- 基于有限體積離散坐標法（fvDOM）與灰體擴散邊界條件，實現輻射效應的耦合計算。
- 借助 FVOptions 施加熱源項，包含熱通量、壓力梯度及自定義能量輸入。
- 選擇合適的離散格式（fvSchemes），明確其對壓力場、速度場與溫度場的影響機制，提升求解精度。
展開 <p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202007/672cd980a92a4aab8f2d13ba2802fe03.gif" alt="image31.gif"></p><p>共軛傳熱常見于很多場景，如設計電子元器件的散熱器時，我們可以結合散熱器中的傳導和周圍流體中的對流來進行優化。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202007/2236dd0a05f4419ca40354f56246baaa.png" alt="adv-fluid-circuit-board.png"></p><p><strong>圖1- Abaqus電子產品散熱分析</strong></p><p>共軛傳熱綜合了固體和流體的傳熱，其中固體傳熱以傳導為主，流體傳熱則以對流為主。</p><p>固體傳熱：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202007/ddeb5e3ca36446f5a75c4293f7e95a86.png" title="latex.png" alt="latex.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202007/ddeb5e3ca36446f5a75c4293f7e95a86.png?
展開 3 FLUENT求解設置
求解計算分兩步完成，首先不考慮結構變形對流體-固體進行穩態共軛傳熱分析，然后基于上一步仿真計算結果考慮流固耦合作用實現瞬態流-固-熱耦合仿真分析。
3.1流固共軛傳熱仿真
? 啟動FLUENT軟件，利用菜單File>>Read case….打開文件對話框，讀入網格文件vavle_test.msh；新版本顯式界面如下：
? 新版本的FLUENT軟件默認選擇k-w sst湍流模型，本案例不做修改；
? 激活能量方程
? 邊界條件設置
1）固體區域熱源：2000000W/m^3；選擇對應的固體區域，勾選source terms加載能量源項。
2）入口邊界：流速10m/s，溫度300K，水力直徑0.15m；
3）出口邊界：出口壓力0Pa，回流溫度300K，水力直徑0.15m；
? 求解計算
保持默認設置，計算迭代200步。
展開 圖 3：散熱器和冷凝器前面的反向旋轉風扇
結果
完全耦合的 CHT 仿真在空氣動力學性能和熱管理預測方面都提供了高度逼真的結果。
圖 4 顯示了汽車的外部空氣動力學，顯示了汽車周圍的壓力分布和流線。車輪前的壓力分布清楚地顯示了車底流動的復雜性，這對車身底部的熱預測有很強的影響，這也是這里采用全耦合 CHT 仿真的原因。
圖 4：汽車前部的靜壓分布和外部空氣動力學視圖
圖 5 清楚地表明，發動機和消聲器表面的溫度和熱通量都不是恒定的。如果沒有同時捕獲共軛傳熱效應的耦合 CFD 仿真，則絕對無法對發動機和排氣系統中的熱相互作用進行準確建模。
圖 5a：發動機表面溫度
圖 5b：發動機周圍的水平剖切面
如圖 6 和圖 7 所示，較大的溫差會導致強烈的輻射傳熱。要在此處實現準確的熱預測，需要將共軛傳熱與輻射模型直接耦合。
圖 6：排氣管的溫度
圖 7：排氣系統的靜態溫度和車身底部的流動結構
展開 本文將利用積鼎通用流體仿真軟件VirtualFlow對水平冷板的共軛換熱進行模擬，主要涉及相變過程的流動和傳熱傳質問題，通過分析為高熱流電子設備散熱設備設計提供指導。仿真過程將用到VirtualFlow自主開發的熱限制相變模型和流固耦合模型。
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01 熱限制相變模型
飽和溫度相變模型，即界面兩側流體對界面的熱擴散正好被相變潛熱抵消。使用該模型的時候，需要確保界面處的網格足夠小，以保證流體網格中心與界面之間的換熱計算是準確的。
02 耦合模型
計算流固耦合傳熱問題的首要問題是建立界面兩端的溫度與熱通量之間的關系，使耦合求解流體域和固體域的溫度場成為可能。
貼體網格的情形，流固界面和網格界面正好重合，可由下面的公式建立界面兩邊網格溫度與界面熱通量的關系:
VirtualFlow引入IST技術，使用笛卡爾網格，以非貼體的方式描述任意復雜界面，流固界面與網格之間界面不重合。以下是VirtualFlow的處理方式。
一般VirtualFlow中，通過Heaviside階梯函數打開或者關閉特定區域的流場求解。當共軛傳熱模塊關閉時，階梯函數H在流體域內為1，在固體域內為0（如果不打開TSolid功能）。當開啟共軛傳熱模塊時，階梯函數H為固體階梯函數和流體階梯函數的復合，即在全體計算域內皆是1，因此固體和流體內的溫度場同時求解。
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設置了一個傳熱模型，10*10的MicroLED被PI 包裹，整個貼在皮膚上，看皮膚的溫度情況。明明給四個LED設置了熱源，Q0=5.142857e9 W/m3, 但計算出來的結果看起來LED是隨機變熱變冷。為什么會這樣呢
3月3日 | Ansys Fluent培訓
簡介：本次活動將通過一個簡單的案例演示，展示如何利用Ansys Fluent實現電池共軛傳熱的仿真計算。通過理論講解與實際案例操作相結合的方式，使其能夠獨立運用該軟件開展相關的仿真工作。
通過結構清晰的實操型課程，學員將掌握各類熱仿真問題的建模與求解方法，覆蓋流體域與固體域的熱傳導、熱對流、熱輻射及共軛傳熱（CHT）仿真。
課程以 laplacianFoam 求解器的熱傳導仿真為起點，講解控制方程、邊界條件與擴散特性的設置方法。
所有集成電路 （尤其是高速器件）都會產生熱量。在當今密集的電子系統布局中，多
數情況下熱源都置于靠近熱敏性集成電路的位置。印刷電路板的設計人員經常需要考
慮熱敏器件和發熱器件的相對位置，使敏感器件不至于過熱。
有一種發熱裝置是調壓器，可以產生幾瓦的熱量，溫度會超過 70?C。如果在設計電路
板時將這樣的裝置置于靠近包含敏感硅芯片的表面貼裝封裝的位置
多孔介質中的自然對流和傳熱研究在地熱系統、隔熱材料、食品加工以及化學反應器設計等領域具有重要意義。本文介紹了一種基于COMSOL Multiphysics軟件建立多孔介質幾何模型并模擬其內部自然對流與傳熱過程的方法。
采用CAD Voronoi V2.1插件生成多孔介質幾何結構，并在AutoCAD中僅保留含曲邊孔隙圖層的內容后導出為dxf格式文件
引言
在現代工業和科學研究中，超臨界流體因其獨特的物理性質而備受關注。超臨界工況下的流體兼具氣體和液體的雙重特性，其密度接近液體，而粘度接近氣體，熱物性受溫度和壓力的影響極大，尤其在擬臨界溫度附近，物性變化極為劇烈。這種特性使得超臨界流體在能源、化工、航空航天等領域具有廣泛的應用前景，例如超臨界水、超臨界二氧化碳以及各種超臨界狀態有機工質的研究等。然而，超臨界流體的流動傳熱問題復雜，需要借助先進的模擬仿真工具來實現對其流動傳熱特性的精準分析
第18屆全國熱管會議于9月20日至22日在海濱城市日照舉行，該會議由中國工程熱物理學會熱管專業組主辦，山東大學和日照市科學技術協會聯合承辦，匯聚了全國熱管技術領域的專家學者及企業代表。在該會議上，積鼎科技在熱管仿真方面的成果受到主辦方的關注及認可，并作為受邀嘉賓發表了關于“基于自主軟件VirtualFlow的環路熱管兩相流相變傳熱分析”的主題演講，展示了其在熱管傳熱技術領域的研究進展。
積鼎科技的報告是基于其自主研發的通用流體仿真軟件
熱管作為一種高效的傳熱元件，其工作原理基于熱傳導和相變過程。它通常由管殼、吸液芯和端蓋組成，內部充注適量的工作液體。在不消耗外部能源的情況下快速傳遞熱量。熱管因其高效的熱傳導性能，被廣泛應用于各種需要有效散熱的領域，如航空航天器的熱控、電子設備的冷卻等。
盡管熱管在實際應用中已經展現出了其優越的性能，但在設計和優化過程中仍然面臨諸多挑戰。實驗測試雖然能夠提供真實的數據，但往往成本高昂且周期長。
冷板在電子設備領域應用極為廣泛，如航空電子設備、汽車電子設備等。由于現代設備越來越集成化及模塊化，要求以更小的體積、更輕的重量提供更優越的性能，使得在各級電子封裝上產生高的功率密度，而電子元件上高熱量的聚集是造成設備可靠性降低的主要原因。
本文將利用積鼎通用流體仿真軟件VirtualFlow對水平冷板的共軛換熱進行模擬，主要涉及相變過程的流動和傳熱傳質問題，通過分析為高熱流電子設備散熱設備設計提供指導
