熱流場分析的案例
Cradle CFD—專業熱流場分析工具
憑借較高效的處理速度、工程實用性和用戶高滿意度，Cradle已被廣泛地應用于汽車、電子等領域，以解決熱流耦合問題。依托聯合仿真功能，不僅可實現與三維多物理場耦合（結構、聲學、電磁、機械），還能夠與一維系統級仿真工具和多學科優化平臺耦合，實現多物理場協同仿真，例如Adams、Romax、FFT、Abaqus、GT、KULI等工具。
熱流固耦合場穩態分析實例
熱流固耦合場穩態分析實例（Fluent+Steady Thermal）；
網格工具Ansys Meshing，模擬平臺Workbench；
問題描述：
01 組合分析模塊；
02 導入幾何文件；
03 生成流體區域；
04 設置對稱面
05 劃分網格
06 標記面
07 在fluent中定義溫度單位
08 定義物理模型（湍流）
09 打開能量方程
10 定義流體材料屬性（水）
11 定義鋼管材料屬性（鋼）
12 指定區域材料類型
13 定義邊界條件（入口流速，溫度）
14 求解控制
15 初始化
16 監控
17 求解
18 在 Steady-Thermal中定義邊界條件
19 求解
總結：
01 Fluent中包含了流場和鋼管；
02 將Fluent的溫度結果傳遞到Steady-Thermal中；
Txingguan.7z
展開 換熱翅片選型之流場分析！——徐凱
三等獎獲得者：徐凱
作品名稱：換熱翅片選型之流場分析
作品簡介：分析的是一個空調翅片的熱分析和外流分析，利用SpaceClaim直接建模，針對換熱翅片單元不同陣列的分析，利用DiscoveryLive強大的實時仿真技術，快速得到結構的流場速度分布，然后改變散熱翅片單元的陣列結構，可迅速觀察改變幾何結構前后，流場的變化情況。通過Discovery增加了設計人員對流場的認識，幫助快速選型。同時也展示了SpaceClaim幾何修復能力和Discovery實時仿真功能的無縫銜接。
下載和試用ANSYS Discovery系列產品： https://www.ansys.com/how-to-buy/3d-design-bundles
視頻文件：https://weibo.com/tv/v/GgzfcFBGb?fid=1034:dfef64334ef0ac5fae16f55cf307f6d1
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展開 PAW焊接熔池_小孔流場與熱場動態行為的數值分析
PAW焊接熔池_小孔流場與熱場動態行為的數值分析.1.rar
PAW焊接熔池_小孔流場與熱場動態行為的數值分析2.rar
斜齒圓柱齒輪載荷分布及熱彈流溫度場分析
以傳動誤差為基礎，基于嚙合面和端面剛度建立了斜齒輪單位線載荷分析模型，通過數值解法得到了斜齒輪嚙合面上單位線載荷和轉角誤差分布。為便于設計和校核，建立了既綜合考慮齒廓因素和軸向因素，又能反映嚙合面載荷的特征坐標系。將斜齒輪副簡化為兩個反向圓錐臺接觸模型，完善了斜齒輪熱彈流分析模型，得到了斜齒輪接觸點油膜壓力、厚度和溫度場分布，得到了沿特征坐標分布的閃溫。結果：斜齒輪齒廓中部承擔了大部分載荷，其變化規律與轉角誤差相同。
1.引言
平行軸斜齒圓柱齒輪是高速重載傳動中的首選，其重合度高，傳動平穩，振動和噪音小，已得到廣泛應用。斜齒輪嚙合過程中單位線載荷的計算是斜齒輪設計和強度校核的基礎。熱彈流分析是校核承載能力的重要方法。
本文將載荷和熱彈流計算引入工程應用，通過轉角誤差基于嚙合面和端面剛度得到了斜齒輪嚙合面上每一點的單位線載荷分布，提出了簡化斜齒輪設計和強度校核的特征坐標系，建立了考慮潤滑油粘合和密度隨溫度和壓力變化的斜齒輪熱彈流分析模型，得到了嚙合面上的熱彈流溫度場，為斜齒輪設計與校核奠定了理論基礎。
展開 Ansys高級應用分享-分解爐內熱流場分析
由于碳酸鈣分解需要消耗熱，因此爐內溫度比純煤粉燃燒燃燒時溫度低。
圖1 分解爐模擬示意圖
碳酸鈣分解速率的定義
碳酸鈣分解速率采用圖2所示的表達式，通過PT_REACTION子程序與主程序關聯（如圖2）。為了進行比較，計算考慮了如下兩種工況：
1）只考慮煤粉燃燒；
2）同時考慮煤粉燃燒及碳酸鈣分解。
圖2 碳酸鈣分解速率定義
計算結果
圖3 溫度場分布
圖4 二氧化碳濃度分布
圖3 給出了兩種工況下爐內的溫度場分布。可見純煤粉燃燒工況下，爐出口平均溫度為1998K，考慮碳酸鈣分解后，爐出口溫度將為1340K。純煤粉燃燒情況下，爐出口CO2質量分數為14.2%，考慮碳酸鈣分解反應后，出口CO2質量分數上升為25.9%（圖4）。主要原因是碳酸鈣分解反應是吸熱反應，同時會生成一部分CO2。
圖5 CaCO3質量分數隨顆粒軌跡的變化
圖6 CaO質量分數隨顆粒軌跡的變化
圖7粒子溫度隨顆粒軌跡的變化
圖8沿爐高方向顆粒的分解率
圖5和圖6給出了顆粒中CaCO3和CaO質量分數沿顆粒軌跡的變化。隨著分解反應的進行，粒子中CaCO3質量分數逐漸降低，而生成物CaO的質量分數沿爐高逐漸增大。圖7給出了粒子溫度沿爐高的變化，可見，粒子溫度逐漸升高，在出口位置處，大部分粒子溫度在1240K左右。對于本案例的工況，碳酸鈣的分解率接近100%（如圖8）。
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展開 XFlow實現內流場流固、固固之間的熱對流熱傳導
內流場的流固與固固之間熱傳導熱對流全網沒有相關案例。本案例首次實現。
緊湊型熱交換器間斷翅片的湍流增強傳熱的流場FLUENT仿真分析 ￥299
針對緊湊型熱交換器出現了斷續和交錯翅片。間斷肋片上邊界層的不斷變化導致了高的傳熱系數，并且每個翅片后面的尾跡區域存在湍流混合。這比連續翅片熱交換器的傳熱效果更好。熱交換器示意圖如圖1所示。幾何包含在頂部和底部平面的對稱邊界條件。
假設在換熱器中加熱壓力為240k的液氨，翅片壁的溫度恒定為350k。液氨通過換熱器的質量流量為303.14 kg/s-m2，水力直徑為3.51 mm，液氨粘度為0.000152 kg/m-s，基于水力直徑的雷諾數為7000，為弱湍流區(即，低雷諾數湍流度)。仿真結果如下：
溫度場
壓力場
局部速度矢量圖
展開 旋轉機械 流場分析｜基于STARCCM+的多翼離心風機流場分析
04
流場分析
下面對設計工況下的風機內部流場進行分析。截取葉輪中間位置的 XY 截面與XZ 截面，網格如圖8所示。在XZ截面上建立速度矢量Vxz的流線分布，如圖10所示。從圖中可見流量大部分靠近蝸殼出口側流動，并且在蝸殼中形成了非常明顯的上下兩個二次渦流，這是蝸殼中主要損失之一。其主要的成因是軸向上流動分布不均，造成上下壓力不平衡而形成的二次流動。在XZ截面上建立徑向速度的矢量分布圖，如圖11所示。徑向速度間接代表了葉輪進出口的流量分布。從圖中可以更加明顯的看到流量在軸向上分布非常不均勻，其主要原因是空氣從外界進入葉輪前由于多翼離心風機軸面流道的特點，無法使軸向進氣能很好的均勻的導出徑向出氣，所以無法避免的造成了軸向速度分布不均勻。從優化的角度需要對軸面流道和進氣裝置的導流特性進行優化。
圖8 XZ、XY截面示意圖
圖9 XY截面葉輪示意圖
在XY截面上，建立面上葉輪內部Vxy矢量的相對速度流線分布圖，如圖12所示。圖中可見葉輪間都或多或少的存在葉間渦，其中約有 2/5 的流道中渦占據一半位置以上，在流量集中區域渦相對較小，但仍然存在。因此葉間渦的作用對多翼離心風機中的影響不可忽視。
展開 貢獻一本ansys流場分析的書《ANSYS13.0 FLOTRAN流場分析從入門到精通》
ANSYS+13.0FLOTRAN流場分析從入門到精通.part1.rar
ANSYS+13.0FLOTRAN流場分析從入門到精通.part2.rar
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ANSYS+13.0FLOTRAN流場分析從入門到精通.part6.rar
前言
第1章 FLOTRAN流體分析概述
1.1 FLOTRANCFD分析的概念
1.2 FLOTRAN分析類型
1.2.1 層流分析
1.2.2 湍流分析
1.2.3 熱分析
1.2.4 可壓縮流動分析
1.2.5 非牛頓流動分析
1.2.6 多組份傳輸分析
1.2.7 自由表面分析
第2章 FLOTRAN分析的基本原理
2.1 FLOTRAN單元的特點
2.1.1 FLUIDl41單元
2.1.2 FLUIDl42單元
2.2 FLOTRAN單元的局限性
2.3 FLOTRAN分析步驟
2.3.1 確定問題的區域
2.3.2 確定流體的狀態
2.3.3 生成有限元網格
2.3.4 施加邊界條件
2.3.5 設置FLOTRAN分析參數
2.3.6 求解
2.3.7 檢查結果
2.4 FLOTRAN單元相關文件
2.4.1 結果文件
2.4.2 打印文件
2.4.3 殘差文件
2.4.4 重啟動文件
2.4.5 FLOTRAN重啟動分析（續算）
2.5 提高收斂性和穩定性的常用的工具
2.5.1 松弛系數
2.5.2 慣性松弛
2.5.3 修正的慣性松弛
2.5.4 人工粘性
2.5.5 速度限制
2.5.6 面積積分階次
2.6 評價FLOTRAN分析
2.7 驗證結果
第3章 FLOTRAN流體的基本屬性
3.1
展開 基于ANSYS Workbench流-熱-固多場耦合算法演繹
迭代耦合
迭代耦合，主要通過兩個不同的求解器完成不同場的變量求解，然后通過一個數據映射模塊，再考慮場之間耦合的一種方法。該方法適用于流-固耦合計算，流-熱耦合計算。該種方法，流體的求解主要通過Fluent完成，結構的求解可以使用結構模塊或結構熱模塊，由用戶的需求確定。場之間的數據交換模塊稱為系統耦合器，如圖3所示。
圖3 基于系統耦合器的迭代耦合計算
圖4和5分別給出了基于系統耦合器的流固和流熱耦合計算分析系統。流固耦合計算中，主要通過系統耦合器交換流體壓力與結構變形數據，流熱耦合計算中，主要基于對流換熱計算公式進行數據交換。
圖4 基于系統耦合器的流固耦合計算
圖5 基于系統耦合器的流熱耦合計算
如圖6所示，給出了迭代計算過程中場之間的數據映射無誤差曲線，默認的數據映射殘差為1%。
圖6 迭代計算過程中場之間的數據映射誤差曲線
展開 
水泥窯頭冷卻器換熱管流場均勻性模擬 ￥15
項目簡介
某為水泥窯頭冷卻器進氣結構為異形梯形結構，進氣管道斜45°插入進氣口，且進氣管道風速較高，約24.4m/s，煙氣在進氣口內難以均勻擴散，為保證換熱效率，需保證換熱管進氣斷面煙氣分布均勻，故建立冷卻器及其進出氣管道模型，做CFD模擬如下。
建立模型
建立三維模型如下：
三維模型
計算參數及邊界設置
工況煙氣量705969m3/h，工況溫度450℃。
選用標準k~e湍流模型，采用有限體積法離散求解域，對流項選用一階迎風離散格式，采用壓力速度耦合SIMPLE算法對離散方程進行求解。假定流體是不可壓縮的，作定常流動，整個模擬過程為等溫過程，不考慮傳熱。
冷卻器進口采用速度入口邊界條件，需要計算其湍流參數，包括湍流強度I和水力直徑d，出口采用壓力出口，殼體及導流板等視為絕熱壁面，對于壁面的邊界層區域采用標準壁面函數。
結果及分析
4.1原始狀態
原設計結構下，冷卻器的模擬運行狀態如下：
速度流線圖
換熱管進口向上100mm斷面速度云圖及均勻性判定
不考慮傳熱，氣體熱脹冷縮的情況下，原結構冷卻器的運行阻力如下：
原設計結構下，煙氣順管道斜45°進入進氣口，管道風速大且煙氣在進氣口內擴散距離較短，導致進氣口內的煙氣分布極不均勻，換熱管進口斷面的最大風速達約24.1m/s，并且進入換熱管煙氣的速度方向與豎直方向夾角較大，換熱管內煙氣速度平均達約18m/s，長期運行極易磨破換熱管及其耐磨襯套，原結構冷卻器的運行阻力約835Pa。
4.2添加均流裝置
展開 軸流式血泵熱流耦合 溫度場仿真
2.血泵熱流耦合溫度場仿真
血泵各部分與血液的接觸面存在對流換熱，考慮到兩者的耦合關系，流體仿真時需要把固體以及固體熱源加入到流體仿真軟件中，從而將血液與血泵的對流換熱數值加載到固體溫度場仿真的邊界條件中，實現血泵三維溫度場的仿真求解分析。
血泵三維整體模型分為兩個部分，一個是驅動電機部分：包括定子鐵芯、定子繞組、永磁轉子以及定子外殼；另一個是血液流動區域：包括前后導輪及其導葉、旋轉葉輪、軸承以及泵殼。血泵結構如圖1所示。
圖1 軸流血泵整體結構
利用商用流體仿真軟件進行相關邊界條件的設定，主要包括材料屬性、湍流模型、進出口邊界條件、轉速以及對流換熱系數等，其中血泵各部分的材料特性參數如表1所示。各部分熱源的生熱率通過商用熱仿真軟件計算，并與流體仿真模塊進行耦合。
展開 壓力容器內的熱-流多物理場耦合數值仿真 ￥1000
<p>本案例建立了一壓力容器，考慮了兩種計算工況：（1）全開A口，關閉B口，關閉C口；（2）全開A口和B口，開放C口，容器內的速度場、溫度場和壓力場的動態變化分布。仿真結果展示如下所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/342d08917781496b810f4fcd22fe8364.png" alt="m1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>幾何模型</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif" title="Untitled1-速度.gif" alt="Untitled1-速度.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif?
展開 ANSYS APDL熱分析--換熱器熱膨脹分析(附命令流)
管側溫度：320℃；殼側溫度：288℃；支架溫度：20℃
5.仿真結果
6.結論
對蒸汽發生器排污換熱器進行了三維建模，分析其在熱載荷下的熱膨脹量。
換熱器最大位移發生在管側的外側位置，最大矢量位移為15.7mm。同時可知：整個結構主要是發生了沿著軸向的位移，最大軸向位移也發生在管側的外側位置，最大軸向位移為14.4mm。
命令流下載鏈接：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1ulKgoGLYZqJ2NudUKOMDgQ
提取碼：pcpy
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