太阳能换热器承压水箱里的热分析

uesoft

可以先用大时间步长如ts=60s,
若发散，减半ts=30s
再减半
逐步测试
直到收敛为止。
收敛之后，再减半时间步长算一次，如果结果相差不大，应该可以停止了。
这个办法也很麻烦，但可以缩短计算时间。

飞翔鸟

你这种方法伤不起啊，你是做CFD的吗？

uesoft

要不就调网格空间步长：
把蛇管网格密一点，管子外侧密一点，水箱网格稀疏一点。总之是加热速度快的地方网格密一些。

另外一种方法就是变时间步长：
Matlab里面的ODE45求解器可以变时间步长，不知道Fluent里是否可以。

本例变网格空间步长更好处理一些。

uesoft

还是用飞翔鸟的办法吧。花费计算时间较短。

lhai8

谢谢飞翔鸟提供的方法！同时谢谢其他高手的意见。
        前段时间有其他事耽搁了，没能参与进来，不好意思。
        蛇管里的液体的流动是稳态的，水箱内的液体是不流动的，在这种情况下是不是就可以用飞翔鸟提供的方法？这种方法计算效果怎么样？时间步长设置多大比较好？希望飞翔鸟能够花时间详细的说明一下，不胜感激。
        另外，能不能将蛇管简化掉，直接用一些壁面条件（包括其厚度、传热等参数）代替？这样的话计算应该快一些吧。

[ 本帖最后由 lhai8 于 2011-4-19 14:58 编辑 ]

wq_0805

原帖由 飞翔鸟 于 2011-4-12 15:55 发表

                               
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你如果用CFD软件计算过瞬态流固耦合换热就不会认为36s的步长是合适的。就他这个几何，网格做得稍微密了一点，0.1s的步长都不容易收敛。

关于流固耦合，难道是将蛇管内的液体和水箱内的水同时进行迭代计算？即：同时计算两种流体，以体现他们的热交换。
不好意思，本人以前还没做过流固耦合，都是计算单侧。典型的情况是换热器的管内侧和翅片侧分别作计算。但这种方法很大的一个问题就是，以计算管内侧换热为例，在设置壁面的边界条件就麻烦了：管内流体与管道之间的对流换热系数我们不知道，而这又同时是我们计算想得到的一个结果。

所以流固耦合的具体应用，能否给解释得更清楚一些？

飞翔鸟

你水箱里的水肯定是有流动的，加热嘛，自然对流是必然的了。从你的描述来看，蛇管内和水箱内的水的流动在一个比较大的时间尺度上都比较稳定，用我所说的方法应该可以处理。你也可以不考虑蛇管内的流动，直接用边界条件处理，但是采用先计算流场，然后基于这个流场只计算换热，计算是非常快的，完全可以一起计算，时间步长也可以取得比较大一点。

lhai8

原帖由 飞翔鸟 于 2011-4-19 16:23 发表

                               
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你水箱里的水肯定是有流动的，加热嘛，自然对流是必然的了。从你的描述来看，蛇管内和水箱内的水的流动在一个比较大的时间尺度上都比较稳定，用我所说的方法应该可以处理。你也可以不考虑蛇管内的流动，直接用边界条 ...

是不是说蛇管和水箱内有流动也没问题，只要它们内的流动是稳态的就可以忽略对流，用这种方法计算？

飞翔鸟

没有忽略对流。
我说得很清楚，本来你是一个非稳态的流动，现在你计算出一个稳态的流动，每一个时间步长的速度场都是一样的，就是这个稳定的流场。理解了吗？

通流

现在这样的讨论很难得到一个合理的方法。这里的简化主要是计算是不是可以用稳态来近似。而这主要靠时间尺度上的估计。而这个时间尺度又跟温差有关。现在什么都不知道，只能是大家瞎猜一通。

一叶苇草89

版主你好，我是fluent新手，正挣扎毕设呢。我的问题和lhai8的相似，是太阳电池发电时，电池板温度会升高，发电效率就会降低。在电池板后面铺设蛇形管（内通冷水），以冷却电池板。现在想知道蛇形管出口的水温能达到多少，能否作为家用热水，已实现热电联产。可建立了简化模型（电池板温度随太阳辐射而变，不会设，直接假设为恒热流800W/m2，加热水），但计算出口温度并没有升高。而看见lhai8的帖子，说是计算实际的1s中计算机就得花40分钟，想是不是我的计算时间太短了，要想模拟加热一天这计算量根本就没有可能哇。。。还有我这模型觉得也不合理，一直有恒热流，那水温岂不是可以一直升高，用udf先设了当时间大于某值热流量就变为0.不知道可不可以？多谢指导啊，实在纠结着急

一叶苇草89

请问飞翔鸟(我的意思是计算出一稳定流场后，停掉其流场计算，只计算温度的瞬态计算。这种方法不是说没有流场了，而是流场保持稳态计算出来的流场不变。)这怎么设置啊，我的问题也类似，没有头绪啊，新手一枚，着急，能不能指教啊