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在默認(rèn)情況下，Fluent會遍歷流體區(qū)域求解密度的均值作為操作密度，設(shè)置操作密度之后，動量方程中的壓力項(xiàng)會修改為： 減小壓力項(xiàng)在動力方程中的權(quán)重。但是操作密度的設(shè)置本質(zhì)上不會影響計(jì)算的流場結(jié)果，僅對壓力場的顯示會有影響，所以在求解某些壓力場的時(shí)候會讓用戶會無法理解。

自然對流注意事項(xiàng)：如果選擇k-e模型，然后選擇Enhanced wall treatment和fullbuoyancy effect選項(xiàng)，也就是強(qiáng)調(diào)壁溫作用和浮力作用對湍流的影響；材料設(shè)置：（1）密度可采用Boussinesq假設(shè)，然后需要設(shè)置流體的密度為參考溫度下的密度，溫度為參考溫度的倒數(shù)（注意是K氏溫度）；（2）可采用不可壓縮流體incompressible ideal gas；

式中的coeff（單位1/s）：（Fluent幫助文檔中有推導(dǎo)過程）其中，db為蒸汽氣泡直徑（只有在歐拉模型和Mixture模型中才會有此參數(shù)）R為理想氣體常數(shù)，Tsat為飽和溫度，L為潛熱(J/kg)，αv為氣體體積分?jǐn)?shù)，ρv為氣體密度，ρl為液體密度，M為摩爾質(zhì)量。β因子是通過調(diào)節(jié)系數(shù)和蒸汽的物理特性來定義的，在接近平衡條件下接近1.0。

軟件會自動創(chuàng)建接觸，無需單獨(dú)設(shè)置即可，流場會自動識別為接觸面。 關(guān)閉該模塊進(jìn)入fluent模塊，雙擊對應(yīng)模塊即可進(jìn)入流體模塊。 3. 求解設(shè)置與邊界條件材料屬性與求解器配置材料庫設(shè)置，在Fluent中雙擊空氣材料（Air），可以設(shè)置對應(yīng)材料屬性。

集熱管和保溫層的材料屬性如下。水的密度設(shè)置為溫度的函數(shù)，如下，熱水器的換熱機(jī)理實(shí)際上是封閉空間的自然對流換熱，而且研究表明熱水器內(nèi)水的溫差通常不超過10K，因此密度也可以用Boussineseq模型以提高收斂性。

在流體域Fluid中分別定義冷流入口端面，熱流入口端面1，熱流入口端面為2 為coldinlet，hotinletone 和hotinlettwo，定義出口端面為outlet。圖3 fill 命令選取內(nèi)部面圖4 入口出口命名選定所有外部壁面定義為wall。

1、啟動Fluent導(dǎo)入網(wǎng)格 啟動Fluent軟件，選擇雙精度，設(shè)置并行數(shù)。 導(dǎo)入網(wǎng)格并顯示。 對于高超音速流場，選擇密度基Density-Based求解器。 2、物理模型 選擇求解能量方程并選擇雙溫度模型選項(xiàng)。在雙溫模型中，一個(gè)溫度代表空氣分子的平移能和旋轉(zhuǎn)能，另一個(gè)溫度代表空氣分子的振動能和電子能。

wx_fmt=png">&nbsp;</p><p class="ql-align-center">圖2.卡門渦街與雷諾數(shù)的關(guān)系</p><p>這里我們之所以使用層流模型，是因?yàn)槲覀?em>設(shè)置的進(jìn)口速度為1m/s，流體密度為1kg/m3，粘度為0.01kg/(m·s)，圓柱直徑為0.1m，，因此為層流。</p><p>&nbsp;</p><p> <strong>6.

2.3 Fluent參數(shù)設(shè)置模塊 Fluent模塊包括7個(gè)方面的設(shè)置，分別為通用模塊、材料模塊、模型模塊、邊界條件模塊、求解模塊、初始化模塊及計(jì)算模塊。

Fluent支持多種物理模型，包括傳熱、流動、化學(xué)反應(yīng)等，可以全面分析變壓器內(nèi)部的熱傳遞過程。通過Fluent，我們可以得到變壓器內(nèi)部各點(diǎn)的溫度分布和流場分布。

wx_fmt=png" width="331" style=""> </p><p><br></p><p>參考值reference values：</p><p>參考面積Area：為迎風(fēng)面積，對管內(nèi)流，參考面積為圓管截面積</p><p>參考密度：參考溫度對于的密度，設(shè)置為流場中的平均密度，與操作密度不同</p><p>參考速度：氣流與物體的相對速度，若固體保持靜止，則為氣體流速</p><p><br></p

對于不同的工程問題，可選擇的模型眾多，需要設(shè)置的參數(shù)也較多。本培訓(xùn)選擇工程中常用的涉及顆粒流問題的案例進(jìn)行演示，力求通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者能夠掌握利用Ansys Fluent解決常見工程顆粒流問題仿真的基本技能。

表1 電池模塊網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證1.5 初始電池模塊模型的仿真分析根據(jù)電池尺寸和散熱的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)簡化后的電池的散熱面積為1.5782 m2，散熱面的熱流密度為181.2 W/m2，取進(jìn)口的速度為3.4 m/s，進(jìn)口溫度設(shè)置為15 ℃。進(jìn)口設(shè)置為速度進(jìn)口(velocity-inlet)，出口設(shè)置為壓力出口(pressure-outlet)，出口壓力設(shè)置為環(huán)境壓力。

并對噴管尾流和偏流板區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行加密。 4 FLUENT 設(shè)置4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入由于本文僅分析對艦載機(jī)尾流場穩(wěn)態(tài)特性展開分析，因此僅需要進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果的討論，此處的設(shè)置比較簡單，勾選為穩(wěn)態(tài)計(jì)算，并選擇密度基求解器。

您將必須先設(shè)置混合溶液，然后再設(shè)置多相溶液。但是，由于多相問題是緊密聯(lián)系在一起的，因此最好開始使用初始的一組保守的參數(shù)（時(shí)間和空間的一階）直接解決多相問題。這當(dāng)然取決于問題。除其他事項(xiàng)外，修改包括引入多個(gè)相的體積分?jǐn)?shù)α1，α2……，以及在相之間交換動量，熱和質(zhì)量的機(jī)制。5.3 體積分?jǐn)?shù)方程多相流互穿連續(xù)體的描述結(jié)合了相體積分?jǐn)?shù)的概念，此處用表示。

在50W功率下2D軸對稱條件下，蒸發(fā)器內(nèi)的流場最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)。同樣這里也重新定義了入口的質(zhì)量流量。設(shè)置孔徑 計(jì)算的結(jié)果如下圖。

wx_fmt=png"></p><p class="ql-align-center">圖2.基本參數(shù)設(shè)置部分界面</p><p>界條件。總概就是對模型進(jìn)行整體上的設(shè)置，如重力設(shè)置，穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)設(shè)置等；模型選擇第一篇文章已經(jīng)介紹過，此處不再贅述；材料屬性設(shè)置就是對流體或固體材料設(shè)置其密度、比熱等基本物性；邊界條件即流體進(jìn)口溫度速度，壁面溫度等。

<p>本案例利用Fluent能量方程對螺旋翅片管式換熱器展開了數(shù)值仿真計(jì)算。該案例所用模型為假設(shè)模型，僅作計(jì)算設(shè)置參考，所進(jìn)行的設(shè)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以對進(jìn)一步通過參數(shù)化建模，對不同流速、基管尺寸、翅片半徑等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)多工況的仿真計(jì)算，從而達(dá)到多目標(biāo)優(yōu)化的目的。

1.6風(fēng)扇流場計(jì)算結(jié)果分析 用Fluent軟件對轉(zhuǎn)速為2000rpm的風(fēng)扇進(jìn)行計(jì)算，得到包括速度矢量圖、壓力云圖結(jié)果如下所示。