對流換熱分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
對流換熱分析的視頻教程
ABAQUS熱傳導(dǎo)模擬教程（涉及固體傳熱、輻射換熱、對流換熱）
該算例講解了典型熱傳導(dǎo)的模擬，該模擬中考考慮了固體換熱、輻射換熱、對牛換熱等。在該視頻中詳細講解了從前處理的每一步操作設(shè)置，以及后處理的相關(guān)操作方法，并附帶有相關(guān)的講解。通過該案例，將有助于ABAQUS軟件學(xué)習(xí)者掌握傳熱模擬的基本設(shè)置。
￥5 38分鐘 622播放
查看
熱傳導(dǎo)模擬教程（涉及固體傳熱、對流換熱、輻射換熱設(shè)置以及后處理操作）
該算例是針對前面熱傳導(dǎo)模擬算例中，有部分學(xué)員提出關(guān)于一些設(shè)置為何需要那么設(shè)置的講解，該算例以一個簡單立方體模型進行講解。該模擬中考考慮了固體換熱、輻射換熱、空氣自然對流換熱等。在該視頻中詳細講解了從前處理的每一步操作設(shè)置，以及后處理的相關(guān)操作方法，并附帶有相關(guān)的講解。通過該案例，將有助于ABAQUS軟件學(xué)習(xí)者掌握傳熱模擬的基本設(shè)置。
￥5 20分鐘 326播放
查看
基于fluent的二維對流換熱問題求解
這是一個簡單的二維瞬態(tài)流動問題，涉及到熱交換、瞬態(tài)問題求解、求解過程的監(jiān)控與數(shù)據(jù)的提取 過程與解釋.txt
免費 51分鐘 425播放
查看
對流換熱分析的實例教程
AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設(shè)備和車輛運載等領(lǐng)域復(fù)雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結(jié)果處理完整仿真分析流程，幫助工業(yè)企業(yè)建立設(shè)計、仿真和優(yōu)化相結(jié)合的一體化流程，提高企業(yè)研發(fā)效率。
一、概 要
1）案例描述
本案例針對功率模塊進行流熱固耦合仿真。
① 模型簡化：選取整個模型1/6，基板下側(cè)增加水冷盤管和水路；
② 載荷：考慮芯片(每塊體積為25.35 mm^3)的產(chǎn)生的焦耳熱，總功耗均分到每個芯片中，施加體積熱源。案例最后可查看溫度分布和速度流線圖。
③ 邊界條件：水側(cè)對流換熱，入口速度8m/s。
2）網(wǎng)格
一階四面體網(wǎng)格，單元數(shù)8779036，節(jié)點數(shù)2233260。
圖1-1 網(wǎng)格模型
二、網(wǎng) 格
1）新建工程
① 啟動AICFD 2023R2；
② 選擇 文件>新建，新建工程，選擇工程文件路徑，設(shè)置工程文件名，點擊“確定”。
圖2-1 AICFD窗口
圖2-2 新建工程
2）網(wǎng)格導(dǎo)入
單擊菜單欄網(wǎng)格>導(dǎo)入網(wǎng)格，導(dǎo)入外部生成的計算域網(wǎng)格。
圖2-3 網(wǎng)格導(dǎo)入
3）網(wǎng)格質(zhì)量檢查
單擊菜單欄 網(wǎng)格>網(wǎng)格質(zhì)量，檢查網(wǎng)格質(zhì)量。
圖2-4 網(wǎng)格質(zhì)量檢查
三、求解設(shè)置
1）求解模型
雙擊 求解>求解模型，設(shè)置湍流模型。本案例為穩(wěn)態(tài)計算，采用不可壓縮流，湍流模型采用Standardk-epsilon模型。
展開 對流換熱是指發(fā)生于運動流體和固體壁面之間的熱交換現(xiàn)象。
對流換熱強度由牛頓冷卻定律來確定：
qs=h(T。-Trer)(1)
式中，qs為熱流密度，h為對流換熱系數(shù)，T為固體壁面溫度，Trer為運動流體的特征溫度(參考溫度)。
在上述公式中，熱流密度和溫差之間呈現(xiàn)一個簡單的線性關(guān)系，但是，在真實的對流換熱中，由于壁面處的流動處處不同，造成q和h在壁面的分布也不相同。更為重要的是，對流換熱系數(shù)的定義必須依賴于給定的參考溫度，因此，對于相同的熱流密度來說，存在多種對流換熱系數(shù)和參考溫度的組合。
傳統(tǒng)上，換熱系數(shù)數(shù)據(jù)來源于實驗。但是，邊界層理論(位于表面附近的流體層，其中粘度和導(dǎo)熱的影響占主導(dǎo)地位)的發(fā)展使得我們能夠用分析的方法計算對流換熱系數(shù)。因此，在STAR-CCM中，使用邊界層理論來計算對流換熱系數(shù)。因此，在 STAR-CCM+中，模擬對流換熱系數(shù)的概念核心來源于標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)( standard wall！function，SWF)，熱流密度的公式為
公式中的參數(shù)解釋如下：
聯(lián)立公式(1)和(2)即可求得對流換熱系數(shù)。對流換熱系數(shù)總是與參考溫度成對出現(xiàn)的，不能只說對流換熱系數(shù)而不說明參考溫度。標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)(SWF)是一組半經(jīng)驗函數(shù)，用于描述近壁區(qū)域(邊界層)中的流動現(xiàn)象。該模型使用層流/湍流 Randt數(shù)、無量綱近壁面速度、湍流能量來描述T和α
在本節(jié)中，我們討論關(guān)于準(zhǔn)確使用SWF和上述內(nèi)置后處理傳熱系數(shù)的建議，但重申STAR-CCM+總是使用公式(2)來求解表面局部熱通量。這個表達式體現(xiàn)了重要的邊界層概念，
用戶需要遵循建議以確保其正確應(yīng)用該模型。
展開 本案例在ANSYS2019R3中演示了如何利用Fluent進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進行網(wǎng)格劃分，并進行命名邊界條件，然后利用Fluent進行求解，最后在CFD-POST中進行后處理。案例基于2D、瞬態(tài)求解。
一
案例模型
二
Workbench設(shè)置
▼ 將Fluid Flow(Fluent)拖入右邊空白界面。
▼ 以DesignModeler方式打開Geometry。
模型建立完畢，轉(zhuǎn)入ANSYS Mesh，網(wǎng)格劃分。
三
Fluent設(shè)置
▼ 打開Fluent登錄界面進行設(shè)置。
展開 對流換熱系數(shù)表征了流體與固體表面之間的換熱能力。比如說，物體表面與附近空氣溫差1℃，單位時間單位面積上通過對流與附近空氣交換的熱量。單位為W/(m^2·℃)。表面對流換熱系數(shù)的數(shù)值與換熱過程中流體的物理性質(zhì)、換熱表面的形狀、部位、表面與流體之間的溫差以及流體的流速等都有密切關(guān)系。物體表面附近的流體的流速愈大，其表面對流換熱系數(shù)也愈大。如人處在風(fēng)速較大的環(huán)境中，由于皮膚表面的對流換熱系數(shù)較大，其散熱（或吸熱）量也較大。對流換熱系數(shù)可用經(jīng)驗公式計算，通常用巴茲公式計算。
對流換熱系數(shù)的基本計算公式由牛頓于1701年提出，又稱牛頓冷卻定律。牛頓指出，流體與固體壁面之間對流傳熱的熱流與它們的溫度差成正比，即：
q = h*(tw-t∞)
Q = h*A*(tw-t∞)=q*A
式中：
q為單位面積的固體表面與流體之間在單位時間內(nèi)交換的熱量，稱作熱流密度，單位W/m^2；
tw、t∞分別為固體表面和流體的溫度，單位K；
A為壁面面積，單位m^2；
Q為面積A上的傳熱熱量，單位W；
h稱為表面對流傳熱系數(shù)，單位W/(m^2·K)。
對流換熱系數(shù)h的物理意義是：當(dāng)流體與固體表面之間的溫度差為1K時， 1m*1m壁面面積在每秒所能傳遞的熱量。h的大小反映對流換熱的強弱。
如上所述，h與影響換熱過程的諸因素有關(guān)，并且可以在很大的范圍內(nèi)變化，所以牛頓公式只能看作是傳熱系數(shù)的一個定義式。它既沒有揭示影響對流換熱的諸因素與h之間的內(nèi)在聯(lián)系,也沒有給工程計算帶來任何實質(zhì)性的簡化，只不過把問題的復(fù)雜性轉(zhuǎn)移到傳熱系數(shù)的確定上去了。因此，在工程傳熱計算中，主要的任務(wù)是計算h。計算傳熱系數(shù)的方法主要有實驗求解法、數(shù)學(xué)分析解法和數(shù)值分析解法。
影響對流傳熱強弱的主要因素有：
1. 對流運動成因和流動狀態(tài)；
2. 流體的物理性質(zhì)（隨種類、溫度和壓力而變化）；
3.
展開 波紋板的對流換熱數(shù)值仿真 ￥800
波紋板是一種具有波浪狀結(jié)構(gòu)的金屬板，在對流換熱中具有重要的應(yīng)用。波紋板的波浪狀形態(tài)可以增加其表面積，提高熱傳導(dǎo)效率和對流換熱效果。本案例建立了一簡化二維模型，基于COMSOL軟件的熱-流耦合相關(guān)模塊，數(shù)值仿真得到對流換熱后的溫度場和速度場分布，如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
對流換熱分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
對流換熱分析的最新內(nèi)容
H型翅片管亦稱為H型肋片管或蝶片管，是一種用于換熱的熱交換器元件。它通常由一根管子和許多緊密排列的翅片組成，翅片可以固定在管子上或者與管子無縫地連接在一起，H型翅片管主要用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、船用或陸用柴油機組排煙廢熱回收的熱交換設(shè)備中，在石油、化工等領(lǐng)域也廣泛使用。
H型翅片管的傳熱效率受到多種因素的影響，如翅片形狀、尺寸、材質(zhì)以及流體流動狀態(tài)等。通過進行熱分析，可以深入了解這些因素對傳熱效率的具體影響
基于comsol的多隔層對流換熱
波紋板是一種具有波浪狀結(jié)構(gòu)的金屬板，在對流換熱中具有重要的應(yīng)用。波紋板的波浪狀形態(tài)可以增加其表面積，提高熱傳導(dǎo)效率和對流換熱效果。本案例建立了一簡化二維模型，基于COMSOL軟件的熱-流耦合相關(guān)模塊，數(shù)值仿真得到對流換熱后的溫度場和速度場分布，如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
工業(yè)蛇管流動換熱仿真APP封裝了換熱運行參數(shù)、蛇管形位參數(shù)、材料物性、網(wǎng)格控制與計算控制參數(shù)，可快速計算蛇管尺寸、蛇管形狀、布局位置、管材特性、介質(zhì)特性及運行工況等改變的情況下對工業(yè)容器蛇管散熱設(shè)備溫度及冷卻通道流場的影響。工業(yè)蛇管流動換熱仿真分析APP可查看流場溫度、流場速度及管壁溫度分布等工程中所需的計算結(jié)果。
近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，工業(yè)容器蛇管散熱設(shè)備的應(yīng)用也越來越廣泛
AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設(shè)備和車輛運載等領(lǐng)域復(fù)雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結(jié)果處理完整仿真分析流程，幫助工業(yè)企業(yè)建立設(shè)計、仿真和優(yōu)化相結(jié)合的一體化流程，提高企業(yè)研發(fā)效率。
一、概 要
1）案例描述
本案例針對功率模塊進行流熱固耦合仿真。
① 模型簡化：選取整個模型1/6，基板下側(cè)增加水冷盤管和水路；
AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的通用智能熱流體仿真軟件
下面就來介紹一下如何使用云道智造“電子散熱模塊”進行“基于雙熱阻模型的芯片封裝中簡單強制對流換熱”仿真分析。
“芯片雙熱阻封裝的簡單強制對流換熱問題”仿真分析
1、模擬條件
本算例中建立了包括 1 個機箱、1 個 PCB 板、1 個雙熱阻封裝、1 個軸流風(fēng)扇、1 個散熱器的簡單強迫對流換熱模型，目的在于雙熱阻封裝模塊的應(yīng)用，便于熟悉雙熱阻封裝模塊的設(shè)置。穩(wěn)態(tài)計算，不考慮輻射。
下面就來介紹一下如何使用云道智造“電子散熱模塊”進行“基于雙熱阻模型的芯片封裝中簡單強制對流換熱”仿真分析。
“芯片雙熱阻封裝的簡單強制對流換熱問題”仿真分析
1.模擬條件
本算例中建立了包括 1 個機箱、1 個 PCB 板、1 個雙熱阻封裝、1 個軸流風(fēng)扇、1 個散熱器的簡單強迫對流換熱模型，目的在于雙熱阻封裝模塊的應(yīng)用，便于熟悉雙熱阻封裝模塊的設(shè)置。穩(wěn)態(tài)計算，不考慮輻射。
案例來源：余偉煒和高炳軍老師的著作《ANSYS在機械與化工裝備中的應(yīng)用》是ANSYS經(jīng)典界面在壓力容器行業(yè)應(yīng)用的經(jīng)典教材。近些年，Workbench界面已經(jīng)成為主流，ANSYS經(jīng)典界面式微，可以說已經(jīng)過時。但該書的行業(yè)知識并不過時，因此采用Workbench界面復(fù)現(xiàn)書中的案例，頗具價值！
問題描述
某臺臥式固定管板換熱器，殼程金屬設(shè)計溫度下的設(shè)計應(yīng)力強度Sm
但是，邊界層理論(位于表面附近的流體層，其中粘度和導(dǎo)熱的影響占主導(dǎo)地位)的發(fā)展使得我們能夠用分析的方法計算對流換熱系數(shù)。因此，在STAR-CCM中，使用邊界層理論來計算對流換熱系數(shù)。因此，在 STAR-CCM+中，模擬對流換熱系數(shù)的概念核心來源于標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)( standard wall！
