带有共轭换热的流动

带有共轭换热的流动 FlowwithCHT 实例3 本实例演示当流体域和固体域同时存在时如何进行问题设置它将展示如何模拟固体和绕它流动的流体之间的共轭换热本实例也将阐明如何定义固体子域和如何包含能量源 介绍 Introduction 管道横截面 0 3 m x0 4 m 管道长 1 2 m 由于垂直对称 所以只考虑几何体的一半管道内有两块固体 钢 块 分别固定在上壁面和下壁面工作流体 AirIdealGas 理想空气 流动条件 入口 法向速度 0 8 m s 温度 300 K 出口 静压 0 Pa 下壁面温度 500 K 上壁面和侧壁面 绝热第二块固体发热 热源 5E4 W m3 基本数据 BasicData 创建一个新的模拟 命名为chtflow cfx导入CFX网格 gtm 文件 chtduct gtm 导入网格 ImportGrid 在CFX Pre工作区单击Physics标签在主工具条中单击Domain命名为fluidzone 然后单击OK在GeneralOptions的BasicOptions面板 设置Location为Assembly2 设置DomainType为FluidDomain 设置FluidsList为AirIdealGas 设置CoordinateFrame为存在的一个在DomainModels中 设置ReferencePressure为1 atm 设置BuoyancyOption为NonBuoyant 设置DomainMotion为Stationary在FluidModels面板 在HeatTransferModel下 设置Option ThermalEnergy 设置TurbulenceModel为带自动壁面函数的k Epsilon 对于ReactionorCombustionModel以及ThermalRadiationModel 保持Option None 定义流体域 DefineFluidDomain 定义流体域 DefineFluidDomain 在CFX Pre工作区单击Physics标签在主工具条中单击Domain命名为solidfin1 然后单击OK在GeneralOptions面板 设置Location为Assembly 设置DomainType为SolidDomain 设置SolidsList为Steel在DomainModels中 设置DomainMotion为Stationary在SolidModels面板 在HeatTransferModel中 设置Option ThermalEnergy 对于ThermalRadiationModel 保持Option None重复同样步骤设置第二个SolidDomain 名字 solidfin2 位置 Assembly3其它设置同solidfin1 定义固体域 DefineSolidDomains 定义固体域 DefineSolidDomain 定义子域 DefineSub Domain 固体域solidfin2包含被命名为heaterfin的子域 此子域占据整个固体域的体积在主工具条中单击Sub domain图标在域solidfin2中创建名叫heaterfin的子域设置Location为Assembly3单击Sources标签 打开Sources和Energy设置Source为5E4 W m3 定义入口边界条件 名字 inlet 位置 inlet 流体法向速度 0 8 m s 静温 300 K 默认湍流值定义出口边界条件 名字 outlet 位置 outlet 平均静压 0 Pa 定义对称边界条件 名字 symm 位置 symmet定义壁面边界条件 名字 wallbot 位置 wallbot 换热选项 固定温度 500 K 名字 walltop 位置 walltop 换热选项 adiabatic 绝热 默认边界fluidzone将被自动作为无滑移 光滑 绝热壁面处理修改边界条件solidfin1 设置选项 固定温度 500 K 边界条件 BoundaryConditions 在流体域中有两个固体域 solidfin1和solidfin2 因此有两个流 固交界面改成需要的交界面类型对于第一个交界面 fin1交界面 对于InterfaceSide1RegionList 选择Fin1Side1对于InterfaceSide2RegionList 选择Fin1Side2改成连接方式为GGI即使节点是一对一 这也将迫使为GGI连接 由于数值原因 对于流 固界面通常推荐这种方式 用同样的方法创建第二个交界面 fin2交界面 但要用区域Fin2Side1和Fin2Side2 使用Domain 过滤器 以便RegionList仅仅显示特定域 domain 的区域 region 交界面 Interfaces 交界面 Interfaces 对于每个域分别进行初始化对于流体域 用Option AutomaticwithValue初始化笛卡儿速度分量 设置U 0 V 0 W 1 m s 用Option AutomaticwithValue初始化流体温度 设置Temperature 300 K 对于StaticPressure设置为Automatic Turbulence设置为K Epsilon 在面板底部选中TurbulenceEddyDissipation复选框 对于固体域 用Option AutomaticwithValue初始化固体温度 设置Temperature 300 K 初始化 Initialisation 初始化 Initialisation 对于对流项 选择 HighResolution收敛控制 TimescaleControl PhysicalTimescale 时间步 物理时间步 PhysicalTimescale 1 s 物理时间步 1 s Maximumnumberofiterations 50 最大迭代步数 50 SolidTimescale PhysicalTimescale 固体时间步 物理时间步 SolidTimescale 2000 s 固体时间步 2000 s 收敛准则 ResidualType 残差类型 RMS ResidualTarget 残差目标 1 E 04 求解器控制 SolverControl 单击WriteSolver def file图标保持Operation设置为StartSolverManager打开ReportSummaryofInterfaceConnections单击OK在信息窗口单击OK选择单击Yes保存CFX文件 写出求解器文件 WriteSolverFile 求解器管理器图形界面 SolverManagerGUI 为了观察计算结果 创建两个切断两个固体的切面 在Y 0 15 m 创建水平XZ平面在X 0 09 m 创建垂直YZ平面为了分析固体前面的流动情况在这两个平面上创建矢量图为了得到流体和固体区域的温度分布 创建温