共軛傳熱分析
關注創建者：匿名 創建時間：2022-02-17
共軛傳熱分析的視頻教程
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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共軛傳熱分析的實例教程
圖9 考慮流固共軛傳熱壓力分布:
(a) 24° (b) 48° (c) 72° (d) 96° (e) 120°
下表比較了有和沒有考慮共軛傳熱情況下氣體質量流量和轉子功率的差異：
可以看出，考慮和不考慮共軛傳熱相比，質量流量和轉子功率的預測誤差小于1%。與實驗結果相比較，兩種結果對流量的預測都高出約4-5%。這種誤差可能是由間隙尺寸的不準確性引起的。功率預測與實驗相差約1%。可以看出，對于該給定模型，流固耦合共軛傳熱對壓縮機性能的影響很小，因此不考慮耦合傳熱的模擬結果是可以接受的。
基于固體溫度模擬結果，利用Simerics-MP+ CFD軟件包中的應變-應力求解器對固體熱應力/膨脹進行了預測。上圖描繪了由于徑向熱膨脹引起的轉子固體位移。該彩色圖例范圍從0到50微米，洋紅色代表高位移，藍色代表低位移。徑向最大位移約為50微米。需要注意的是，本文中的熱膨脹是單向耦合預測。熱膨脹的結果沒有反饋到流體模型中。
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 第 1 單元：使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分進行 CFD 流動分析：（i） 課程簡介（ii） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過殼管換熱器進行 CFD 傳熱分析（iii） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過逆流換熱器進行 CFD 傳熱分析 （iv） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過錯流換熱器進行 CFD 傳熱分析 （v） 通過冷凝器換熱器進行 CFD 傳熱分析ANSYS Fluent 容錯網格劃分（vi） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過板式換熱器進行 CFD 傳熱分析（vii） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過表面冷凝器進行 CFD 傳熱分析（viii） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過特殊類型換熱器進行 CFD 流體混合（ix） 使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過排氣歧管進行 CFD 傳熱分析 （x） CFD 傳熱分析使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過催化轉化器進行裂解（習） 使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過風洞進行CFD傳熱分析（xii） 使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過文丘里計進行CFD傳熱分析（xiii） 使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過擴展器進行CFD傳熱分析（xiv） 使用ANSYS Fluent容錯網格劃分通過熱管進行CFD傳熱分析（xv） CFD共軛傳熱分析使用ANSYS Fluent Fault Tolerant網格劃分單元2：使用ANSYS Fluent Watertight Geometry進行CFD流動分析：（i） 通過風洞的CFD防水幾何工作流程（ii） 使用ANSYS Fluent水密幾何的CFD異質流體混合單元3：使用常規ANSYS Fluent Flow進行CFD流動分析（i）使用
展開 作為對比，在流固界面建立了絕熱壁面的流體模型，即不考慮流固共軛傳熱。在這種情況下，不同的曲軸角度下，界面溫度不斷的發生變化。
圖8為在不考慮流固共軛傳熱情況下，五種不同曲軸轉角下
（
分別為（a）24°；
（b）48°；（c）72°；（d）96°；（e）120°
）陽轉子的溫
度分布。
圖8 不考慮流固共軛傳熱溫度分布
瞬時溫度不再是由下至上分層漸變分布。相反，溫度在每個腔體中有相似的值。而且，溫度范圍也明顯更高。這意味著由于金屬較大的熱慣性，轉子表面溫度實際上比絕熱壁面假設的溫度更溫和、更均勻、呈層狀分布。
圖9為考慮流固傳熱情況下，5個曲軸角度下（分別為（a）24°；（b）48°；（c）72°；（d）96°；（e）120°）轉子的壓力云圖。
圖9 考慮流固共軛傳熱壓力分布
圖中彩色圖例范圍從1bar到2.5bar，洋紅色代表高壓，藍色代表低壓。每個流體壓縮腔中的壓力與預期值相似。當壓縮腔從入口移動到出口時，由于流體體積的逐漸減少，壓力增加。與溫度分布不同的是，轉子表面的壓力分布幾乎是均勻的。這意味著共軛傳熱對壓縮機性能的影響很小。
展開 固體受熱膨脹會導致金屬部件發生過度磨損，從而造成泄露間隙的改變，進而對產品的性能產生影響，為了準確預測壓縮機的熱力學特性，兼顧產品研發周期和經濟性，通常采用CFD技術對壓縮機的流固共軛傳熱（CHT）問題進行研究。但是，由于固體的傳熱速度要比壓縮氣體的慢得多，如果利用CFD技術直接對固體結構和氣體介質進行耦合傳熱模擬，可能需要計算足夠多的壓縮機旋轉數后才能得到一個穩定的CHT解，那么模擬的運行時間可能就變得不切實際。因此，尋求一種先進的方法解決流固共軛傳熱問題迫在眉睫。
2 難點分析
目前，利用CFD技術進行螺桿壓縮機流固共軛傳熱分析存在以下問題：
間隙設計是螺桿壓縮機中的重要問題，間隙必須足夠小以提高容積效率，同時又必須有足夠的間隙來防止轉子干涉。
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OpenFOAM高級共軛傳熱仿真教程（英文+字幕+案例）
發布時間：2026年1月
文件格式：MP4 | 視頻編碼：h264，分辨率1920×1080
語言：英語 | 時長：2小時
大小：2.5 GB
學習目標
1. 理解傳熱學與浮力驅動流的基礎原理，涵蓋熱傳導、熱對流與熱輻射。
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習傳熱相變的三維模型處理
2、學習傳熱相變瞬態熱分析步的建立
3、學習傳熱相變瞬態熱分析的載荷施加
4、學習傳熱相變瞬態熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 傳熱相變瞬態熱分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件
<strong>完整散熱閉環：</strong>與 Particleworks 聯合仿真，完美解決復雜油冷散熱等挑戰性場景，實現共軛傳熱分析。</p><p>4.<strong>驅動設計優化：</strong>為齒輪箱熱管理、剎車系統熱衰退分析、電機噴油冷卻設計等關鍵應用提供可靠依據，提升產品性能和可靠性。
應用所學的概念，使用 ANSYS Fluent 容錯網格劃分通過熱管執行共軛傳熱分析和傳熱分析。
通過將傳統方法與 ANSYS Fluent 的強大功能相結合，提高您的 CFD 分析技能。
要求
流體力學、工程制圖、任何 CAD 建模軟件的基礎知識
描述
在工程分析中，CAD 模型起著重要作用。它可能存在合并面、重復曲線、額外邊緣、分割邊緣、間隙甚至干涉錯誤等錯誤。
模型：2D軸對稱T-CPTU模型，先貫入，再給熱源，實現加熱-自然散熱（取消熱源）的熱傳導過程。土體：MCC本構，探頭：剛體。涉及大變形以及重啟動操作，因此有兩個模型：PENE、TEMP，TEMP是在PENE的基礎上建立的。
First model：PENE
Part&Property&Assembly：為了后續進行傳熱，探頭要采用變形體，但是顯然不對的，這里我做了兩個改變：（1）把彈性模量拉到很大
通過共軛傳熱功能，分析齒輪箱的油液冷卻情況。
本文共分為兩部分，第一部分使用RecurDyn分別通過Professional和Drivetrain建立不同形式的齒輪箱模型，對齒輪箱的動力學特效、強度與耐久、NVH等方面進行分析。第二部分使用RecurDyn與Particleworks的聯合仿真，分析齒輪箱的潤滑和散熱性能。
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
軟件具備流體及結構熱物理場耦合計算能力，支持多種方式的熱源及壁面換熱條件定義，可進行獨立的固體域傳熱分析或流體結構共軛傳熱分析計算。
（5）豐富的輻射模型。軟件包含太陽輻射及豐富的熱輻射模型，滿足戶內戶外設備從內部到外部多樣化傳熱方式的全面模擬。
（6）面向設計需求的結果呈現。多元化的后處理技術支持圖片、曲線、動畫、數據等形式輸出計算結果，以及同一場景下多分析變量的同步顯示。
針對養殖廠房復雜模型的共軛傳熱分析，合理的模型設置、邊界和求解參數，可以極大的改善計算收斂性，提高計算效率。
本方案搭建了現代化養殖豬舍內通風散熱性能評估系統APP，用來模擬冬季和夏季不同的通風散熱措施對豬舍內熱環境的影響情況。夏季時，在豬舍的正面和側面墻上均安置有冷卻水簾，空氣從此處進入后被冷卻；通過后部墻上大小不等的風機，將室內的熱氣抽到室外。
共軛傳熱Conjugate heat transfer
固體傳熱以傳導為主，流體傳熱則以對流為主，共軛傳熱綜合了固體傳熱和流體傳熱，同時包含固體和流體的一種耦合換熱現象。共軛傳熱在計算的時候，需準確計算材料之間通過的介質或接觸的熱傳遞。
本文介紹了midas NFX CFD共軛傳熱的計數原理及結合示例了解整個流程
傳熱分析與線性靜力分析的比較
