流體-結構共軛傳熱
關注創建者：獨孤求敗_5437 創建時間：2017-01-10
流體-結構共軛傳熱的視頻教程
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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流體-結構共軛傳熱的實例教程
<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 FLUENT共軛傳熱.pdf
FLUENT模擬流-固耦合散熱.part1.rar
FLUENT模擬流-固耦合散熱.part2.rar
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
結構傳熱分析與流熱耦合分析
需要研究，對象周圍的流體的分布及對周邊環境的影響，自然或強制冷卻需采取流固耦合分析。
當流體溫度可被簡化為均勻圍繞固體部件，研究僅在加熱條件下的結構組件的行為（對流，產生熱量，輻射）及由于熱負荷（熱應力分析).造成零件的應力和變形。
技術原理
均勻物質中的熱傳遞
熱傳遞控制方程可以從能量守恒定律中推導出來，即外部供應的能量，以及對流和傳導流出的能量量是恒定的。
傳導是物質的分子間相互作用導致熱擴散的現象，與溫度梯度成比例，稱為Fourier’s Law。也就是說，熱傳導傳遞的熱流速
（heat flux）
與溫度梯度成正比，微小區域的能量變化量如下所示：
??:熱傳導率
(thermal conductivity)
T
:溫度
對流是通過流體的運動傳遞能量的現象，是強制對流(forced convection)和自然對流（natural convection）。強制對流是指流體的運動是由外部運動量引起的，而自然對流是由溫度引起的密度差引起的流動。
展開 共軛傳熱：流體傳熱與固體傳熱相互耦合。由于流體求解器同時具備流體與固體傳熱計算的能力，因此可以直接采用流體求解器進行求解，無需使用流固耦合計算。流體求解器能夠求解流體對流、傳導、輻射傳熱，對于固體傳熱計算，只能求解熱傳導方程。
本例演示共軛傳熱問題在FLUENT中的求解方法。
1、問題描述
如圖1所示的計算區域，既包含流體區域也包含固體區域。在初始狀態下，流體域與固體與溫度均為293K，然后給固體域底部施加恒定溫度434K，計算分析計算域內溫度隨時間分布規律。邊界條件如圖中所示。
圖1計算域描述
2、建立幾何模型并劃分網格
利用DM建立如圖1所示2D平面幾何。采用全四邊形網格劃分，如圖2所示。
為所有邊界命名，尤其是流體和固體區域交界面，后面需要在求解器中進行設置。
3、進入Fluent求解設置
本例為瞬態計算。
涉及到熱量傳遞，因此需要激活能量方程。
流體介質為理想氣體，考慮其在溫度影響下密度變化。
考慮重力影響，設置重力加速度向量[0,-9.81,0]，設置操作密度為0。如圖3所示。
壓力-速度耦合方程采用PISO求解方式，對流項計算采用QUICK算法，其他項采用二階迎風格式。
圖2網格模型
圖3 操作項設置面板
設置流體域介質為air，固體域介質為默認的AL。
按圖1所示邊界條件設置計算域邊界。
創建交界面，如圖4所示進行設置。
圖4 設置交界面
4、初始化計算
設置初始化溫度293K，如圖5所示。
圖5初始化面板
設置自動保存選項與動畫錄制項。
設置時間步長0.1s，時間步數100，內迭代次數20。
進行求解計算即可。
展開 具備流體力學與傳熱學基礎概念（熱傳導、熱對流、熱輻射）認知。
2. 建議掌握計算仿真或基礎 CFD 相關知識，非強制要求。
3. 具備 Linux 或 Windows 命令行操作基礎，能夠運行 OpenFOAM 程序。
4. 電腦需預裝 OpenFOAM 軟件（課程可能提供安裝指導）。
5. 具備文本編輯與文件管理能力，可完成字典文件與配置文件的修改。
6. 愿意通過實操學習仿真工作流，并遵循分步操作指引。
課程描述
本課程內容全面，旨在幫助學員從傳熱學基礎原理，逐步進階至 OpenFOAM 高級熱仿真與浮力驅動流仿真的應用。通過結構清晰的實操型課程，學員將掌握各類熱仿真問題的建模與求解方法，覆蓋流體域與固體域的熱傳導、熱對流、熱輻射及共軛傳熱（CHT）仿真。
課程以 laplacianFoam 求解器的熱傳導仿真為起點，講解控制方程、邊界條件與擴散特性的設置方法。在此基礎上，學員將深入學習浮力驅動流仿真：先基于布辛涅斯克近似法模擬不可壓縮流體中由溫度誘導的密度變化，再通過 buoyantPimpleFoam 求解器開展全可壓縮浮力流仿真。
學員將系統掌握以下核心技能：
- 搭建多區域網格，定義共軛傳熱仿真的固體域與流體域。
- 針對不可壓縮與可壓縮求解器，配置邊界條件、求解器參數及熱物理性質。
- 基于有限體積離散坐標法（fvDOM）與灰體擴散邊界條件，實現輻射效應的耦合計算。
- 借助 FVOptions 施加熱源項，包含熱通量、壓力梯度及自定義能量輸入。
- 選擇合適的離散格式（fvSchemes），明確其對壓力場、速度場與溫度場的影響機制，提升求解精度。
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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。
飛行器氣動設計、結構強度與疲勞、燃燒與傳熱、電磁散射（隱身）、軌道動力學直接觸及了航空航天領域仿真的技術核心。作為UltraLAB圖形工作站的廠商，精準把握這些算法的計算特性，是為客戶提供最優硬件解決方案的關鍵。
我將為您逐一解析這五大航空航天仿真領域。
核心結論速覽表
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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
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會議基本信息
會議名稱：Ansys 2024 全球仿真大會
會議時間：2024年9月11-13日
地點：蘇州太湖萬豪 | 萬麗酒店
費用：收費
大會亮點
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參與須知
此次在蘇州召開線下大會（收費），為保證最佳體驗，本次大會不設線上直播。
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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。
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