请教各位高手及周华站长

xrs333

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通流

不错。大致明白你要算什么了。
想澄清几个问题
（1）叶轮是怎么模拟的？是用模型，还是真的有叶片？
（2）在进口的计算域有多大？
（3）你提到的coupled关系，还在用吗？在哪个区域？

这个问题应该是能算的，而且不应该很难。至于准不准，那可只有天知道。一般传热的问题，误差有30%不算稀奇。差一半的也可能。

weipeng

（1）叶片在实际中是转动的，所以将叶片和他周围的空气为转动的部分，通过在Fluent中多重参考转动坐标系（Multiple Rotating Reference Frames）设定转速实现。为了划分网格的方便。叶片没有考虑厚度。
（2）进口区域为图中所示的后面（包括圆形部分）和左侧部分，前面圆形部分为出口。
(3)coupled的关系是自动生成的，在风叶及周围空气部分（图中圆形和风叶部分）中风叶和周围空气为coupled关系，箱体中导风圈部分和周围空气为coupled关系，箱体中散热器和箱体内空气接触的部分为coupled关系。

weipeng

一．整体思路
散热器的换热需要考虑整体外机影响，因此模型切取外机影响空气流动的部分进行总体仿真模拟。主要包括外机箱体，风扇，导风圈和散热器。整体生成网格后，给定风扇的转动速度，并给出进口风速的条件下，模拟一定热流密度下散热器的温度分布。

二．主要边界条件
(1)模型大体有两部分组成，内部的风扇及周围环境为转动区域。外部的箱体，导风圈
和散热器为固定区域，以便在Fluent中采用多重参考转动坐标系（Multiple Rotating Reference Frames）。两部分的交界面设定为interior面。
(2)图一中的后侧与左侧为速度进口(velocity-inlet)的边界条件，根据外机的风量1670
3520m3/h设定进口风速为1.31m/s，进口空气温度设定为散热器测试工况时的温度323K(即50℃)。
(3)图一中前侧圆形部分为压力出口（pressure-outlet）边界条件。水力半径为出口半径0.57m。
(5) 箱体其他与外界接触的表面皆设定为壁面（wall）边界条件。箱体中的导风圈设定为壁面（wall）边界条件，在Fluent中自动生成耦合（coupled）条件。
(4)在散热器安装桥堆的三个表面（wall）分别设定控制模块桥堆散热的热流密度。根据控制模块规格书所提供的散热功率值（Collector Dissipation）计算得知，热流密度(heat flux)为67000W/m2。
(5)散热器与外界接触表面设定为壁面（wall）边界条件，散热器在箱体内部的表面设定为壁面（wall）边界条件，在Fluent中自动生成耦合（coupled）条件。
(6)风扇及周围环境为转动区域设定为Moving Reference Frame，转动速度为790rpm，风扇设定为壁面（wall）边界条件，在Fluent中自动生成耦合（coupled）条件。
(7) 模拟计算中采用常物性假设，求解采用SIMPLE算法，动量方程和能量方程采用二阶迎风格式离散。
三.主要困难
目前存在的困难是：建立模型，划分网格，导入计算后，在Fluent求解过程中，经过若干步模拟后，能量方程不能收敛，温度值不合实际。
引起问题的原因：计算发散的原因，比较复杂，可能有以下原因造成：(1)初始化值不切合实际（2）与温度项有关的亚松弛因子太大（3）模型的边界条件不合适（4）模型的计算模型有问题（5）网格生成的质量有问题。

通流

我的意见是，你的系统太复杂。
（1）散热器的下游，也就是风扇，不需要很仔细的模拟。建议把风扇给成像vent outlet的出口。你只要给风扇的压升即可。
（2）在进口，特别是你的进口离散热器很近，使用速度进口是不合适的（或者根本是错的）。你需要做的是根据实际情况，扩大进口处的计算域，并采用压力进口。
（3）所有的传热面用温度边界条件。设热流量是不符合物理的，也就是不是真实的。

我想，现在你已经没有困难了。所有难得都没有了。更没有什么动边界，旋转坐标等一堆的问题。如果计算很快发散，一般是由于网格的问题。如果不想找网格的问题，那么就用显式的density based solver. 肯定收敛。如果流量与你的要求有差别，可多算几个工况，然后用差值得到你要的流量。热流量也可以用类似的方法。

weipeng

对于（1）(2)认为很有道理，可以试一下，但是（3）认为不妥，因为我本身就是求的散热器上的温度分布啊，并且在已有模型上我计算过了，设定等壁温依旧发散。而楼上所提到的从改善模型的网格质量入手，我也试过了，网格质量提高后，依旧发散（也有可能是本人水平有限，网格质量还是很差）。

xrs333

同意通流斑竹“系统太复杂”及(1)(2)条。
补充：
a 单元多达230多万，但网格肯定仍不好。散热器如果要直接模拟，肋片之间距没有10个以上单元是不行的。而肋片既非恒壁温，也非恒热流，更符合物理实际也更“完美”的模型应该包括散热器固体——这也是扩大计算域，将边界扩大至散热器与其后面的发热元件的界面，此界面上为恒热流，取决于发热元件功率。但是太“完美”了，如果不是特别有必要，不要这样做。当然散热器的简化也要费一些思量，好像你关注的关键又在此。
b 用Multiple Rotating Reference Frames不合适。显然你的计算域中固定坐标系区域与旋转坐标系区域相互作用强，分界面处流动复杂，有大尺度的瞬态效应。应该用sliding mesh方法。或者用25#建议(1)，回避旋转坐标系的问题。
c 归根结蒂，你需要识别问题，明确要求、约束、目的，等等。

通流

确实，我没有搞清楚你到底要做什么。其实现在还是不懂。看样子，问题域散热器的热的来源有关。你能不能再说详细点。似乎这散热器本身才是问题的关键。

weipeng

本人菜鸟，非常感谢各位的帮助。 对楼上的a非常同意。但是你的b中“计算域中固定坐标系区域与旋转坐标系区域相互作用强，分界面处流动复杂，有大尺度的瞬态效应。”是什么意思，为什么要用sliding mesh方法。不太懂。
    PS：（1）对于这个模型，我曾经将网格文件读入Fluent中，计算到四十步（能量方程发散前），然后将松弛因子降低到0.9，发散现象得到控制，可以计算下去，但是我所监控的散热器上某一点的温度还是不断上升的，只不过幅度较小，请问是什么原因。
(2）我之前算过一个类似的模型，也是空调箱体中散热器的模拟，没有发散。唯一的区别就是成功的那个模型尺寸相比较目前这个较小。

xrs333

Multiple Rotating Reference Frames方法认为区域分界面处的流动为稳态的（当然是近似），而你模型的流场实际是显著地非稳态的，所以不合适。用sliding mesh方法必然是非稳态求解，从这个角度说没有做近似。
但我不是说一定要用sliding mesh方法。把风扇完全简化成inlet也是可以的。

[ 本帖最后由 xrs333 于 2010-3-8 20:36 编辑 ]