傳熱模擬的案例
COMSOL多孔結構傳熱模擬
多孔結構傳熱模擬涉及對多孔介質內部復雜的熱量傳遞過程進行建模和分析，這類模擬對于優化材料設計、提高能源效率以及解決環境問題等方面具有重要意義。本案例介紹在COMSOL內建立全連通多孔結構幾何模型，并將孔隙及基體劃分兩相材料，進行多孔結構的傳熱仿真模擬。
多孔結構幾何模型采用AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件隨機生成png格式的圖片。
通過CAD圖像導入插件將模型導入到AutoCAD內建立多孔結構草圖，并另存為dxf格式文件。
將多孔結構草圖模型導入到COMSOL內，建立孔隙部件。
在COMSOL內新建與原模型尺寸一致的矩形，并通過布爾操作和分割中的差集建立多孔結構部件。
再次導入原孔隙模型，并構建聯合體。將孔隙部分材料屬性設置為空氣，完成多孔結構兩相材料模型構建。
添加固體傳熱瞬態研究，模型左側設置熱源，并進行網格劃分。
進行計算查看多孔結構傳熱模擬結果
展開 國產CFD軟件VirtualFlow：超臨界流動傳熱模擬仿真，精準把握熱物性變化
4.總結
通過上述測試和對比分析，VirtualFlow軟件在超臨界流動傳熱模擬中的表現令人滿意。VirtualFlow提供了多種方法來準確表達超臨界流體的熱物性參數，包括直接插值方法、狀態方程和多項式擬合方法。這些方法能夠有效處理超臨界流體在擬臨界區域的復雜物性變化，確保模擬結果的準確性和可靠性。在實際應用中，VirtualFlow通過調用NIST物性庫，能夠便捷地實現超臨界流體熱物性的高精度插值計算。通過與商業軟件軟件的對比分析，VirtualFlow在超臨界水流動傳熱模擬中的結果與商業軟件高度一致，最大偏差僅為0.36%，驗證了VirtualFlow在處理超臨界工況下的流動傳熱問題時的適用性和準確性。
綜上所述，VirtualFlow軟件憑借其強大的物性處理能力和高效的數值計算性能，能夠為超臨界流動傳熱模擬提供可靠的解決方案，適用于能源、化工、航空航天等領域的復雜流動傳熱問題研究。
展開 探索 AI 傳熱仿真對熱工程的影響
事實證明，人工智能傳熱模擬的出現改變了游戲規則，徹底改變了熱工程師的工作方式。這項創新技術正在改變整個行業，提高熱設計和管理的效率、準確性和成本效益。
傳熱模擬是熱能工程的一個重要方面，涉及熱能的研究和管理。傳統上，這些模擬是手動執行的，需要大量的時間和資源。然而，隨著人工智能的集成，這些模擬現在可以以更高的速度和精度執行。
AI 傳熱模擬采用機器學習算法來預測傳熱速率和溫度。這些算法經過大量數據的訓練，使它們能夠根據復雜的模式和關系做出準確的預測。這不僅加速了模擬過程，還提高了其準確性，減少了可能導致系統故障或效率低下的錯誤可能性。
此外，人工智能傳熱模擬提供了傳統方法無法比擬的適應性。隨著人工智能算法從每次模擬中學習，它們會不斷完善其預測，隨著時間的推移變得更加準確。這種適應性在快速發展的熱工程領域尤其有益，因為新材料和技術不斷被引入。
AI 傳熱模擬的好處不僅僅在于提高準確性和效率。通過自動化模擬過程，人工智能使工程師能夠專注于工作中更復雜和更具創造性的方面。這不僅提高了生產力，還促進了創新，因為工程師能夠投入更多的時間和精力來開發新的解決方案和策略。
此外，人工智能傳熱模擬可以顯著節省成本。通過減少模擬所需的時間和資源，人工智能可以降低運營成本。此外，通過提高模擬的準確性，人工智能可以幫助防止代價高昂的錯誤和系統故障。
盡管有這些好處，但采用人工智能傳熱模擬并非沒有挑戰。人工智能算法的復雜性使其難以理解和實施。此外，人工智能模擬的成功很大程度上取決于用于訓練算法的數據的質量和數量。因此，確保獲得高質量數據至關重要。
然而，隨著人工智能技術的不斷進步，這些挑戰可能會減少。人工智能已經變得更加容易訪問和用戶友好，許多軟件提供商提供了直觀的界面和全面的支持。此外，大數據的激增使得獲取人工智能訓練所需的大型數據集變得更加容易。
展開 模擬不同類型的表面輻射傳熱
這里很重要的一點是，需要注意我們不考慮折射，因此不能模擬透鏡效應。如果要模擬通過電介質材料的反射和折射射線，我們可以使用 COMSOL 軟件中的射線光學模塊的功能。
結束語
今天這篇文章我們研究了不透明和半透明表面的輻射反射，以及模擬彎曲反射邊界的建模注意事項。請記住，在有限溫度下，輻射的吸收和反射與表面的輻射發射同時發生，您可以查閱本系列文章中關于輻射傳熱建模的第 1 部分內容：“什么是表面發射率？在輻射傳熱中有哪些典型案例”。
到目前為止，我們還沒有討論如何使用 COMSOL 軟件計算表面與表面之間的輻射傳熱。如果您想進一步理解這種計算，敬請關注本系列的最后一篇文章！
展開 
FLUENT波紋管內傳熱流動模擬
本教程演示了波紋管內固體域與流體域之間的流動傳熱問題模擬。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區創建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入幾何體文件。
3 劃分網格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網格劃分。
（2）右鍵選擇流體域進出口邊界，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。
（3）右鍵選擇固體域的內壁面和內壁面上的凸點，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱pipewall和dimpled_potrusions，單擊OK按鈕確認。
（4）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項，開始生成網格。
（5）網格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項可以在圖形窗口中查看網格。
展開 DO模型模擬頭燈傳熱輻射過程 ￥9.9
DO模型模擬頭燈傳熱輻射過程
【CAE案例】轉輪機械中轉盤腔的流動傳熱模擬
計算結果驗證了CFD仿真軟件在相對低Reφ（= 2×106）條件下的傳熱預測能力。
圖5 三種溫度邊界條件下，不同壁面求解方法的努塞爾數與實驗數據對比
04 結論與展望
本案例使用CFD仿真軟件模擬了汽輪機系統中封閉轉子-定子轉盤腔中流動和徑向流出旋轉腔內的傳熱現象，模擬結果較好地吻合了實驗數據，同時幾種壁面求解方式也都較好地預測了邊界層的流動情況，很大程度上驗證了CFD仿真軟件對旋轉腔流動中的流動和傳熱的預測能力。
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一款國產可控云端仿真平臺，結構、流體、水動力仿真軟件場景化模塊化，支持多格式網格導入(.med、.inp、.cdb、.cgns等)和高性能并行計算，降低CAE使用門檻，拓展CAE應用范圍，加速工業企業研發制造數字化轉型。平臺支持云端CAE仿真生成工業APP，構建完全交互式仿真社區，快速實現行業通用經驗軟件化。
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展開 汽輪機：轉輪機械中轉盤腔的流動傳熱模擬
圖4 三種壁面模型定子和轉子的近壁面模擬結果
徑向流出旋轉腔：分別使用了不同的壁面求解方法，模擬了旋轉盤上具有三種不同溫度邊界條件（BC）的情況。通過后處理得到了旋轉圓盤上的努塞爾數分布，并與實驗數據進行了對比。RANS和壁面模型LES都較好地吻合了測量值。兩種理論求解方法也有很好的準確性。計算結果驗證了CFD仿真軟件在相對低Reφ（= 2×106）條件下的傳熱預測能力。
圖5 三種溫度邊界條件下，不同壁面求解方法的努塞爾數與實驗數據對比
04 結論與展望
本案例使用CFD仿真軟件模擬了汽輪機系統中封閉轉子-定子轉盤腔中流動和徑向流出旋轉腔內的傳熱現象，模擬結果較好地吻合了實驗數據，同時幾種壁面求解方式也都較好地預測了邊界層的流動情況，很大程度上驗證了CFD仿真軟件對旋轉腔流動中的流動和傳熱的預測能力。
文章來源：遠算云學院
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展開 【積鼎VirtualFlow】超大渦模擬：燃料管束內的流動傳熱
（注：該模擬僅是測試ITM方法對捕捉傳熱兩相流復雜界面變化的能力）
在預測BWR燃料棒束中冷卻劑的傳熱流動特性時，必須準確評估子通道之間的流動傳質。兩相系統中的傳質包括三個獨立部分：空泡漂移（voiddrift）、交錯流動（diversion cross-flow）和湍流混合（turbulent mixing）。該算例中包含了流體流動和傳熱的多尺度模擬，未考慮相變過程。
在此問題中，湍流對相界面的影響十分明顯，采用VirtualFlow軟件中V-LES模型進行計算。V-LES方法計算精度比RANS方法高，且計算時間比LES方法少，尤其適用于工業級計算模擬應用。
計算基于完全耦合（固相-氣相-液相）的傳熱方程，可以得到每根燃料組件之間的共軛傳熱分布。圖2及圖3展示的是在湍流情況下（進口速度UL=1 m/s，入流氣泡分數為50%）通道中氣液界面上的溫度分布，圖2為橫截圖，圖3為側視圖。
圖2 通道中氣液界面上的溫度分布（橫截面）
圖3 通道中氣液界面上的溫度分布（側視圖）
由于中心燃料棒位于相界面變化劇烈的區域，具有較高的放熱功率，相界面在流場的影響下變形劇烈，導致了管道的隨機換熱。
圖3很好地闡明了管束間兩相流的振動，特別是中間的管道的排熱率高。
通用流體仿真軟件VirtualFlow基于獨有的IST網格生成技術，結合分塊網格優化（BMR）和自適應網格技術（AMR），只需讀入固體對象的CAD文件即可自動生成直角坐標網格，每個子區域網格進行自動優化，既可快速生成計算網格，又可保證高階精度。
展開 基于Ansys Turbosystem的旋轉機械仿真專題培訓
【培訓講師】 上海安世匯智流體專家
【培訓時間】 2023年7 月12日~14日
【培訓費用】 4500元/人
【培訓等級】 中 級
【培訓地點】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區平家橋路36號晶耀前灘5號樓9樓
【培訓特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項目經驗豐富，精準匹配行業
—— 理論與上機結合，教學質量有保障
—— 真實案例教學，貼合企業實際需求
—— 設立分級課程，循序漸進培養仿真能力
—— 安世亞太官方培訓證書，豐富職業履歷
【培訓日程】
時間
具體內容
第一天
Ansys TurboSystem系統介紹
Ansys BladeModeler操作介紹
Ansys TurboGrid操作介紹
上機案例練習1
Ansys CFX旋轉機械邊界條件設定
Ansys CFX旋轉機械求解器設定
Ansys CFX旋轉機械湍流模型介紹
上機案例練習2
第二天
Ansys CFX旋轉機械傳熱模擬介紹
Ansys CFX旋轉機械非定常計算介紹
Ansys CFX旋轉機械求解設置方案經驗分享
Ansys CFX旋轉機械后處理介紹
上機案例練習3
上機案例練習4
第三天
Ansys CFX傳熱模擬介紹
Ansys CFX非定常計算介紹
Ansys CFX求解設置方案經驗分享
Ansys CFX后處理介紹
上機案例練習5
【報名鏈接】
https://www.wenjuan.com/s/u6F3uaV/
（開課前一周截止報名）
【小貼士】
· 本次課程有上機操作環節，我們會準備好電腦與軟件；若報名人數超額，則需部分學員攜帶自己的電腦，我們會為您裝好試用軟件。
展開 實驗研究聚氨酯導熱、傳熱CFD模擬 ￥20
，邊緣溫度測點位于質心向一側（前后左右）40mm處；
4、 200g聚氨酯傳熱模型額中心溫度測點位于聚氨酯質心，邊緣溫度測點位于質心向一側（前后左右）85mm處；
2、 網格劃分
本文在保證一定的計算精度和適當的計算時間的前提下，對于單純的熔化/凝固模型，采用對稱的方法，選取其右邊建模，建好模型后，通過mesh對模型進行面網格劃分，面網格選用四邊形網格，網格尺度大小設置為2mm，如下圖所示，由于模型結構規整，為保證體網格質量，體網格選用六面體結構型網格，模型劃分完產生面網格132619，體網格759496。
矩形環梁傳熱CFD模擬
建立換熱模型如下：
傳熱結果如下：
整體傳熱云圖
環梁傳熱云圖
壓縮空氣進出口的溫度變化為：
說明：
壓縮空氣進口為直徑100mm的圓，進口速度8m/s，溫度300k，常壓。
FLUENT流固耦合傳熱模擬
本教程演示了如何使用固體與流體或物體之間的耦合界面來模擬不同材料或相之間的熱傳遞。具體演示了如何模擬與環境空氣接觸的三維鋁立方體的散熱過程。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區創建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入幾何體文件。
3 劃分網格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網格劃分。
（2）右鍵選擇計算域外部所有壁面，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱walls，單擊OK按鈕確認。
（3）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，依次選擇Mesh→Insert→Inflation。boundary選擇內部立方體壁面。
（4）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，依次選擇Mesh→Insert→Sizing。boundary選擇內部立方體壁面，Element Size填入0.009。
（5）設置網格尺寸為3.5e-2m。在Quality中，Smoothing選擇High。
展開 傳送帶傳熱模擬（鋪層法）
問題描述：
01 分析模塊
02 建立模型
03 劃分網格
04 定義物理模型
05 定義材料
06 定義流場材料類型
07 定義邊界條件
08 定義速度和動網格
09 求解方法，求解控制，監控，都按默認設置
10 初始化
11 求解
12 后處理
桌面.7z
水泥篦冷機傳熱的動態模擬 ￥2000
篦冷機示意圖：
模擬水泥熟料作為多孔介質處理，滲透率及慣性損失系數：
本模擬實例利用中的UDS傳熱模型，修正流固之間的傳熱系數。氣固間綜合換熱系數：
本模擬實例的難點在于模擬水泥熟料的運動。以往的文獻中模擬都沒有考慮水泥熟料的運動。本模擬通過UDF考慮了水泥熟料的運動。
模擬的輸入條件：
冷卻風速度：1m/s
熟料密度：2850kg/m3
篦冷機運動速度：0.007m/s
孔隙率：0.4
粒徑：0.02m.
最終平衡時：
高清視頻：
流體溫度場從最初到穩定：
固體溫度場從最初到穩定
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