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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。

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。

這意味著共軛傳熱對壓縮機性能的影響很小。

如果沒有同時捕獲共軛傳熱效應的耦合 CFD 仿真，則絕對無法對發動機和排氣系統中的熱相互作用進行準確建模。圖 5a：發動機表面溫度圖 5b：發動機周圍的水平剖切面如圖 6 和圖 7 所示，較大的溫差會導致強烈的輻射傳熱。要在此處實現準確的熱預測，需要將共軛傳熱與輻射模型直接耦合。

當共軛傳熱模塊關閉時，階梯函數H在流體域內為1，在固體域內為0（如果不打開TSolid功能）。當開啟共軛傳熱模塊時，階梯函數H為固體階梯函數和流體階梯函數的復合，即在全體計算域內皆是1，因此固體和流體內的溫度場同時求解。

為了準確地預測壓縮機的熱動力學特性，在CFD模擬中需要對金屬部件與工作流體之間的傳熱進行適當的分析與評估。本文將詳細介紹一種基于Simerics-MP+軟件，利用混合時間尺度耦合法求解不同介質間耦合傳熱的問題。該方法可以解決熱傳播的時間尺度差異問題。通過比較在有和沒有考慮共軛傳熱情況下的模擬結果，評估了流固共軛傳熱對雙螺桿壓縮機性能的影響。

共軛換熱？ 答：Conjugate Heat Transfer，即共軛換熱是指兩種材料熱屬性的物理之間通過介質或者直接接觸，發生的一種耦合換熱現象。 ◆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。

與溫度分布不同，對于考慮或不考慮共軛傳熱(CHT)的情況，轉子表面的壓力分布幾乎相同。這意味著共軛傳熱(CHT)對壓縮機性能的影響可能很小。 圖7 共軛傳熱模型中不同曲軸轉角下的壓力分布云圖： (a)24°(b)48°(c)72°(d)96°(e)120° 表2比較了考慮和不考慮共軛傳熱(CHT)情況下的氣體質量流量和轉子功率。

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。

結語 這篇文章，我們討論了穩態以及瞬態共軛傳熱問題的質量和能量守恒理論。還研究了如何用 COMSOL Multiphysics 計算能量和質量守衡，來檢查仿真結果的準確性。為此，我們介紹了一些有用的派生值功能。預定義的能率變量很容易使用，可以避免自己手動進行能率表達式的計算。我們使用了一個特定的例子來演示文中所涉及的主題，但所演示的方法可以擴展到任何共軛傳熱問題。

2023R1產品界面 一、共軛傳熱算法優化 新版本深度優化了共軛邊界求解算法，提高了散熱案例計算精度。

參考案例-熱傳遞和輻射-模擬操作：多時間尺度共軛傳熱參考案例-熱傳遞和輻射-模擬操作：瞬態-瞬態多時間尺度共軛傳熱4. 車輛水管理 (Water Management)· 涉水分析：模擬車輛通過積水路面時，水是否會進入發動機進氣口或艙室。

物理模型和物理屬性? 二維平面、二維軸對稱、三維流動分析? 穩態、瞬態分析? 無粘流、層流、湍流 主要的湍流模型包含 模型、 模型以及多種低雷諾數湍流模型? Simdroid軟件還內置了多種近壁面流動的處理方法? 不可壓流和可壓縮流計算? 傳熱計算 包括：強制/自然對流、共軛換熱、輻射傳熱? 多組分混合

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。

采用共軛傳熱的方式對養殖廠房內的流動與傳熱現象進行耦合求解。在生豬、養殖人員、建筑材料等固體內部，熱量主要以熱傳導方式進行擴散；在流體與固體界面，熱量傳遞主要以熱對流為主。在流體與固體的交界面上，溫度場和熱通量在交界面處連續。在靠近固體處，由于溫度與流動邊界層的存在，流體溫度與固體溫度接近；在遠離界面處，流體溫度接近周圍流體的溫度。

Fidelity CFD 包括用于共軛傳熱模型的自動網格生成技術，該模型主要針對固體和流體域使用非結構化全六面體或六面體主網格。此外，Fidelity CFD 具有適用于通用模型的符合行業標準的可重復模板。圖 2. 本田 CRV 車型的半身網格（左），排氣歧管內部空氣和外部空氣的網格化發動機缸體剖切部分，其中網格完全共形，包括流體域和固體域之間的連接（正確的）。

這被稱為共軛傳熱 (CHT)。CHT 模型有效地用于冷卻應用。在熱交換器中，強制對流用于冷卻管內的熱流體，由壁隔開，其中傳導是管外壁和內壁之間的熱傳遞模式。強制對流有助于在 CHT 模型中實現高傳熱率。使用 CHT 方法，直接計算壁的傳熱系數，而不是根據經驗公式進行簡化。 使用 FEA 進行熱分析FEA 使用有限元法 (FEM)，主要用于求解固體中的傳導熱傳遞。