流體，熱傳導(dǎo)和熱輻射
關(guān)注創(chuàng)建者：浩松 創(chuàng)建時(shí)間：2016-12-27
流體，熱傳導(dǎo)和熱輻射的視頻教程
ABAQUS熱傳導(dǎo)模擬教程（涉及固體傳熱、輻射換熱、對(duì)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(duì)牛換熱等。在該視頻中詳細(xì)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(guò)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。
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熱傳導(dǎo)模擬教程（涉及固體傳熱、對(duì)流換熱、輻射換熱設(shè)置以及后處理操作）
該算例是針對(duì)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(gè)簡(jiǎn)單立方體模型進(jìn)行講解。該模擬中考考慮了固體換熱、輻射換熱、空氣自然對(duì)流換熱等。在該視頻中詳細(xì)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(guò)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。
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CREO CFD 高級(jí)流體仿真之密閉空間受平行光照射后的熱對(duì)流熱輻射仿真演示
PTC公司CREO7.0的升級(jí)穩(wěn)定版CREO 7.0.1.0已發(fā)布，其中一個(gè)重要的模塊“流體仿真”flow analysis分為初級(jí)版本和高級(jí)版本。關(guān)于CRTO CDF的教程很難找到，經(jīng)作者研究總結(jié)，使用CFD高級(jí)版本作為平臺(tái)，通過(guò)對(duì)密閉空間熱對(duì)流和熱輻射現(xiàn)象進(jìn)行仿真實(shí)際操作演示，與廣大CERO CFD愛(ài)好者交換心得經(jīng)驗(yàn)。
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流體，熱傳導(dǎo)和熱輻射的實(shí)例教程
分享一個(gè)通過(guò)ABAQUS做的水壺的傳熱分析，包含熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)+熱對(duì)流+熱輻射。
方法教程來(lái)自于外網(wǎng)，附件是自己根據(jù)教程練習(xí)時(shí)建的cae模型，供參考。
熱傳導(dǎo)是熱能從高溫向低溫部分轉(zhuǎn)移的過(guò)程；熱對(duì)流是熱量通過(guò)流動(dòng)介質(zhì)傳遞的過(guò)程；熱輻射是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象。
【材料】鋼/陶瓷
【網(wǎng)格】DC3D10
【接觸】
茶壺和蓋子之間的傳導(dǎo)
2.對(duì)流
3.熱輻射
【設(shè)置絕對(duì)零度+Stefan-Boltzmann常數(shù)】
【邊界條件】
【預(yù)定義溫度場(chǎng)】
【后處理】
展開(kāi) 參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說(shuō)明
本案例介紹了方腔內(nèi)熱傳導(dǎo)和輻射耦合計(jì)算。材料屬性設(shè)置為傳導(dǎo)輻射參數(shù)N＝1，介質(zhì)的散射系數(shù)為0。方形腔的一個(gè)壁面設(shè)置為高溫，其他壁面設(shè)置為低溫。
計(jì)算域：1m X 1 m
材料屬性：Thermal Conductivity = 1W/m-K，Absorption Coefficient =0.228/m
邊界條件：高溫壁面溫度為100K，低溫壁面溫度為50K
網(wǎng)格劃分
采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為10000
計(jì)算設(shè)置
本次為穩(wěn)態(tài)計(jì)算，材料屬性被設(shè)置為模擬所需的傳導(dǎo)輻射分?jǐn)?shù)。輻射熱通量?jī)H占總熱通量的一小部分。
物質(zhì)屬性
計(jì)算物質(zhì)設(shè)置為空氣，設(shè)置熱傳導(dǎo)系數(shù)和吸收系數(shù)
輻射模型
選擇DO輻射模型
邊界條件
設(shè)置高溫壁面的溫度值和輻射參數(shù)
設(shè)置低溫壁面的溫度值和輻射參數(shù)
計(jì)算結(jié)果
計(jì)算域溫度場(chǎng)云圖
計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比
對(duì)比圖表
注意：這里用到的是歸一化數(shù)據(jù)，fluent計(jì)算數(shù)據(jù)的y軸坐標(biāo)溫度值要除以100。
參考文獻(xiàn)
D.R. Rousse, G. Gautier, J.F. Sacadura. “Numerical predictions of two-dimensional conduction, convection, and radiation heat transfer. II. Validation”, International Journal of Thermal Sciences, Vol 39, pp. 332-353, 2000.
展開(kāi) 然而，其有限的蒸發(fā)速率和蒸發(fā)冷卻效率不能為皮膚提供有效的冷卻效果，并且可能很快破壞緩沖效果。與普通紡織品不同，i-Cool紡織品不僅具有輸送汗水的功能，還為加速蒸發(fā)和帶走皮膚大量熱量提供了極好的熱傳導(dǎo)路徑，從而防止i-Cool紡織品泛濫在更大程度上避免過(guò)度出汗。因此，i-Cool 紡織品可以幫助人體達(dá)到增強(qiáng)的降溫效果，同時(shí)大大減少汗水，以高效的方式使用汗水。
圖1.用于個(gè)人排汗管理的熱傳導(dǎo)和汗液傳輸集成冷卻（i-Cool）紡織品的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作機(jī)制示意圖
在上述 i-Cool 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，選擇了銅 (Cu) 和尼龍6納米纖維進(jìn)行概念驗(yàn)證。值得一提的是，Cu和尼龍6納米纖維并不是唯一的選擇。在這里，Cu以其非凡的導(dǎo)熱性（~400 W m-1 K-1）而聞名，并且尼龍6納米纖維能夠吸水。
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01
背景介紹
隨著全球氣候變化和能源危機(jī)的加劇，到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和無(wú)疑是世界最迫切的任務(wù)。建筑可以在全球低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)?018年建筑能耗占總能耗的30-40%，其中約50%的建筑能耗用于采暖、通風(fēng)和空調(diào)。傳統(tǒng)的蒸汽壓縮冷卻策略，比如空調(diào)的制冷消耗了大量的化石燃料發(fā)電，導(dǎo)致碳排放增加，進(jìn)一步使全球氣候惡化。
輻射冷卻能夠以熱輻射的形式將地球的熱量傳遞到外太空，無(wú)需任何能量輸入的條件下，在日間通過(guò)最小化太陽(yáng)能吸收實(shí)現(xiàn)了低于環(huán)境溫度的降溫效果，這種零能高效的降溫方式為節(jié)能建筑、人體熱管理和太陽(yáng)能電池熱管理等領(lǐng)域的發(fā)展提供新的策略和機(jī)遇。在這種背景下由于輻射冷卻材料可以自發(fā)地將熱輻射散發(fā)到寒冷的外層空間的優(yōu)越能力而成為目前研究的焦點(diǎn)。
最近開(kāi)發(fā)了一系列先進(jìn)的功能材料和復(fù)雜的策略，通過(guò)在亞波長(zhǎng)尺度上操縱光-物質(zhì)相互作用來(lái)促進(jìn)被動(dòng)、高效和可持續(xù)的輻射冷卻性能或先進(jìn)的熱管理。但是需要注意的是，這些輻射冷卻材料和結(jié)構(gòu)都是光學(xué)靜態(tài)的，無(wú)論環(huán)境變化如何，它們通常都是作為一種冷卻方式發(fā)揮作用。人們非常希望開(kāi)發(fā)出能夠根據(jù)需要在冷卻和加熱模式之間動(dòng)態(tài)切換的先進(jìn)輻射冷卻材料。
纖維素存在于許多常見(jiàn)的植物如棉花、木材和竹子中，也可以由細(xì)菌進(jìn)行分泌合成。細(xì)菌纖維素（Bacterial Cellulose, BC）是一種由細(xì)菌分泌合成的纖維素材料。同時(shí)，BC還具有可大規(guī)模制備和純度高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于智能電子、熱管理和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。然而，細(xì)菌纖維素材料應(yīng)用于輻射冷卻領(lǐng)域存在大氣窗口中紅外發(fā)射率較低，限制了其在輻射冷卻領(lǐng)域的應(yīng)用。
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流體，熱傳導(dǎo)和熱輻射的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
流體，熱傳導(dǎo)和熱輻射的最新內(nèi)容
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01
背景介紹
隨著全球氣候變化和能源危機(jī)的加劇，到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和無(wú)疑是世界最迫切的任務(wù)。建筑可以在全球低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)?018年建筑能耗占總能耗的30-40%，其中約50%的建筑能耗用于采暖、通風(fēng)和空調(diào)。傳統(tǒng)的蒸汽壓縮冷卻策略，比如空調(diào)的制冷消耗了大量的化石燃料發(fā)電，導(dǎo)致碳排放增加，進(jìn)一步使全球氣候惡化
<p>本案例建立了一立方體結(jié)構(gòu)的保溫箱，通過(guò)保溫箱內(nèi)壁的熱輻射作用，引發(fā)了保溫箱內(nèi)放置物體的溫度升高，由于物體內(nèi)產(chǎn)生了溫差，又引發(fā)了物體本身的熱膨脹變形效應(yīng)。采用COMSOL軟件仿真了以上這一物理過(guò)程，仿真結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/40bb42db33a044779e4d79e69c40fe87.gif
汗液蒸發(fā)對(duì)人體散熱起著不可或缺的作用。然而，傳統(tǒng)紡織品往往側(cè)重于排汗，而很少關(guān)注汗液的基本體溫調(diào)節(jié)功能，在中度/大量出汗情況下僅表現(xiàn)出有限的蒸發(fā)能力和冷卻效率。 近日，美國(guó)斯坦福大學(xué)崔屹教授提出了一種具有獨(dú)特功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的集成冷卻 (i-Cool) 紡織品，用于個(gè)人排汗管理。i-Cool 將導(dǎo)熱通道和水傳輸通道巧妙地結(jié)合在一起，不僅具有液體排汗功能，還具有增強(qiáng)的蒸發(fā)能力和高汗液蒸發(fā)冷卻效率。在穩(wěn)態(tài)
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方法教程來(lái)自于外網(wǎng)，附件是自己根據(jù)教程練習(xí)時(shí)建的cae模型，供參考。
熱傳導(dǎo)是熱能從高溫向低溫部分轉(zhuǎn)移的過(guò)程；熱對(duì)流是熱量通過(guò)流動(dòng)介質(zhì)傳遞的過(guò)程；熱輻射是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象。
【材料】鋼/陶瓷
【網(wǎng)格】DC3D10
【接觸】
茶壺和蓋子之間的傳導(dǎo)
2.對(duì)流
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說(shuō)明
本案例介紹了方腔內(nèi)熱傳導(dǎo)和輻射耦合計(jì)算。材料屬性設(shè)置為傳導(dǎo)輻射參數(shù)N＝1，介質(zhì)的散射系數(shù)為0。方形腔的一個(gè)壁面設(shè)置為高溫，其他壁面設(shè)置為低溫。
計(jì)算域：1m X 1 m
材料屬性：Thermal Conductivity = 1W/m-K，Absorption Coefficient
