带有热源的流场仿真.doc

注：小弟刚学workbench没多久，有许多地方还不怎么熟。该案例是小弟自己摸索出来的，里面还有好多知识不是很清楚，所以写的也比较水，希望各位大神看了以后提出宝贵的意见，小弟不胜感激。希望能和大神们多多交流，这样才会有长远进步。一、带有热源的流场仿真热源材质为copper（铜）,中间隔热材料为wood（木），采用冷却水冷却，水温为10流速为0.0001m/s。周围大气环境为20。二、三维建模：黄色为热源内径为24mm外径为30mm，绿色为隔热材料内径为20mm外径为24mm，内腔为流体区域直径为20mm,其长度都为60mm。另存为x_t格式（可以导入到workbench里面）三、冷却仿真：1、导入几何模型打开workbench14.0加入FLUENT模块在Geometry里面导入模型创建对称面以及生成流体区域定义热源、隔热材料、流体各个面名称2、网格划分对流体域采用自动网格划分，同时设置膨胀层，膨胀层参数设置如图所示对热源和隔热层采用自动网格划分隔热层自动网格划分热源自动网格划分点击Generate Mesh生成网格检查网格质量：skewness（偏斜）和Orthogonal Quality（正交品质）偏斜正交品质3、进入FLUENT流场分析（1）双击Setup然后点击OK进入fluent界面，（2）在general里面点击units设置温度单位为（3）打开能量方程Energy on,然后选择标准k-模型点击OK（4）确定材料属性点击fluent database选择材料类型为fluid 选择水water-liquid（h20），点击copy后close。固体材料选择solid点击creat/edit后点击fluent database选择热源copper和隔热材料wood，然后点击copy后close。确定固体材料（4）在左侧控制树中点击cell zone conditions给材料赋予属性。流体域：点击fluent选择类型为fluid点击edit选择材料为water-liquid点击OK同样，定义隔热材料（neiqiang）属性为wood定义热源材料为copper，并定义体热源，在source terms方框前打上勾，然后点击下面的source terms 点击edit设定数量为1，定义热源单位体积发热为10000W/m3，点击OK则完成定义。（5）设定边界条件流体入口fluidin定义其类型为velocity-inlet，设置进口流速为0.0001m/s,在turbulence栏里面选择intensity and hydraulic diameter设定湍流强度为10%水压直径为0.02m,同时定义水温为10，点击OK完成定义流体出口fluidout定义其为pressure-outlet类型，单击edit设置出口压力为0，在turbulence栏里面选择intensity and hydraulic diameter设定湍流强度为10%水压直径为0.02m，单击OK完成定义热源上下面设定为绝热面（reyuandownside、reyuanupsider）同时选择材料为copper设置热阻上下面为绝热面（ezudownside、rezuupside）同时选择材料为wood热源外壁与大环境是对流，选择热源外壁reyuanoutside，在thermal里面首先定义其材料为copper，然后选择convection，设定传热系数为10（图中不小心输入了50.），大气环境为20点击OK热源内部为导热，选择热源内壁reyuaninside，在thermal里面首先定义材料为copper，然后选择Heat Flux(热流密度)选项，定义热流密度值为400点击ok同样定义隔热材料外壁条件，选择zureoutside，在thermal里面首先定义材料为wood，然后选择Heat Flux(热流密度)选项，定义热流密度值为400点击ok。（6）创建流固耦合面在mesh interfaces里面点击create/edit，在mesh interface里面定义interface，分别单击选择interfacefluidside和interfacesolidside，勾选Coupled Wall（很重要），单击create 后点击close。（7）解决方案solution method里面默认选择simple选择（8）在solution controls中保持默认松弛因子设置（9）在监视器中选择残差监视器，在residual monitors中勾选plot打开残差曲线图，设置收敛精度要求为0.0001（10）计算初始化。单击solution initialization，选择标准初始化standard initialization，compute from设置为all-zones，单击initialize。（11）选择run calculation,设置number of iterations（迭代步）为500，单击calculate开始计算。（12）计算一会后会提示收敛此时单击results中的grap