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加快模型計(jì)算的關(guān)鍵是使用平均努塞爾數(shù)相關(guān)性，而不是通過模擬管道和葉片周圍的復(fù)雜流動(dòng)來估算流體和結(jié)構(gòu)之間的傳熱系數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或文獻(xiàn)查閱，可以找到能夠很好地反映熱交換過程的平均努塞爾數(shù)相關(guān)性。 預(yù)定義和用戶定義表達(dá)式 在靜葉片模型中，一些熱交換系數(shù)是利用經(jīng)典條件建立的，而模型的一些部分并不適合任何一個(gè)經(jīng)典的設(shè)置。因此，這部分需要經(jīng)過模擬條件驗(yàn)證的定制公式。

瑞利數(shù)與格拉霍夫數(shù)和普朗特數(shù)的關(guān)系如下： Ra x = Gr x * Pr 普朗特數(shù) -普朗特數(shù)表示為動(dòng)量擴(kuò)散率與熱擴(kuò)散率的比率。它給出了流體中湍流動(dòng)量交換和湍流傳遞能力之間的相似性。普朗特數(shù)是流體的固有屬性。 努塞爾數(shù) -流體表面發(fā)生的對流換熱可以通過努塞爾數(shù)來測量。努塞爾數(shù)可以表示為流體表面的無單位溫度梯度。

努塞爾數(shù)表達(dá)式看起來與畢渥數(shù)相同，但二者意義有本質(zhì)區(qū)別，Nu數(shù)表示壁面上流體無量綱溫度梯度（λ 為流體導(dǎo)熱系數(shù)），用于研究對流傳熱問題；而Bi 數(shù)用于研究導(dǎo)熱問題，為固體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻與界面上換熱熱阻之比。

努塞爾數(shù)用于衡量對流換熱強(qiáng)烈程度。

通過后處理得到了旋轉(zhuǎn)圓盤上的努塞爾數(shù)分布，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(zhǔn)確性。計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了CFD仿真軟件在相對低Reφ（= 2×106）條件下的傳熱預(yù)測能力。

通過后處理得到了旋轉(zhuǎn)圓盤上的努塞爾數(shù)分布，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(zhǔn)確性。計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了CFD仿真軟件在相對低Reφ（= 2×106）條件下的傳熱預(yù)測能力。

圖6 努塞爾數(shù)在不同網(wǎng)格情況下的計(jì)算結(jié)果 如上圖所示，顯示了在不同網(wǎng)格上計(jì)算的底面上的最大努塞爾數(shù)。x軸是網(wǎng)格總數(shù)的倒數(shù)，因此圖的左側(cè)表示在“無限細(xì)分網(wǎng)格”上執(zhí)行的計(jì)算。一階計(jì)算的結(jié)果以藍(lán)色顯示，二階計(jì)算的結(jié)果以紅色顯示。

固體和流體之間的傳熱是沿通道的溫差乘以對流換熱系數(shù)來計(jì)算的，通常對流換熱系數(shù)由努塞爾數(shù)相關(guān)關(guān)系中獲得。這種方法在計(jì)算上是比較友好，因?yàn)楹雎粤肆黧w特性的局部變化，如邊界層和湍流，因此使用該設(shè)計(jì)方法得到的設(shè)計(jì)結(jié)果可能有一定的誤差。

這些圖塊中的每一個(gè)都具有相同的角系數(shù)，這意味著通過努塞爾數(shù)類比，每個(gè)圖塊在下平面上的投影面積是相等的。對于半圓（二維），如下圖所示，將周圍環(huán)境分為 個(gè)圖塊，每個(gè)圖塊都在平面上具有相同的投影面積。請注意這如何導(dǎo)致光線的角度分布不均勻，如下圖所示。二維情況下的射線發(fā)射方法。半圓（左）的每個(gè)扇區(qū)在下面的線上都有相等的投影面積。箭頭指向每個(gè)圖塊的角（右）。

努塞爾數(shù)可表示為： 其中C1=0.01658，n=0.8003，詳見參考文獻(xiàn)[2]。端蓋內(nèi)部空間的換熱對溫升會(huì)產(chǎn)生重要影響，因此不可忽略。端蓋內(nèi)部空間和電機(jī)的旋轉(zhuǎn)以及固定部件都有熱交換，尤其是端部繞組。

表1 電池艙段各組成部分材料熱物理屬性1.4 對流換熱系數(shù)電池艙段唯一的換熱途徑為其外表面與海水的強(qiáng)制對流換熱，可由下述公式進(jìn)行計(jì)算[5]:式中，為電池艙段外表面與海水的對流換熱系數(shù)，W/(m2·K);Nu為努塞爾數(shù)；為海水的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)，常溫下可取0.6;l為水下航行器電池段總長，m;Re為雷諾數(shù)；Pr為海水普朗特數(shù)，常溫下可取7;u為水下航行器的航行速度

下表顯示了 COMSOL 中所有可用的關(guān)聯(lián)式的示意圖，它們通過獲取表面幾何形狀的相關(guān)信息，使用 努塞爾數(shù)相關(guān) 性來計(jì)算傳熱系數(shù)。例如，對于水平對齊的母線板面，我們使用水平平板，上側(cè)和水平平板，下側(cè)關(guān)聯(lián)式。 使用強(qiáng)制對流關(guān)聯(lián)式時(shí)，還必須輸入空氣速度。這些對流關(guān)聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)是能更準(zhǔn)確地反映實(shí)際情況，因?yàn)樗鼈兪腔诠J(rèn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的。

細(xì)化晶粒提高韌性的原因：晶界是裂紋擴(kuò)展的阻力；晶界前塞積的位錯(cuò)數(shù)減少，有利于降低應(yīng)力集中；晶界總面積增加，使晶界上雜質(zhì)濃度減少，避免產(chǎn)生沿晶脆性斷裂。金相組織7、關(guān)于金屬疲勞的問題a、金屬疲勞現(xiàn)象疲勞：金屬機(jī)件在變動(dòng)應(yīng)力和應(yīng)變長期作用下，由于積累損傷而引起的斷裂現(xiàn)象。

細(xì)化晶粒提高韌性的原因：晶界是裂紋擴(kuò)展的阻力；晶界前塞積的位錯(cuò)數(shù)減少，有利于降低應(yīng)力集中；晶界總面積增加，使晶界上雜質(zhì)濃度減少，避免產(chǎn)生沿晶脆性斷裂。金相組織7、關(guān)于金屬疲勞的問題a、金屬疲勞現(xiàn)象疲勞：金屬機(jī)件在變動(dòng)應(yīng)力和應(yīng)變長期作用下，由于積累損傷而引起的斷裂現(xiàn)象。