请教：fluent计算流固耦合换热问题

xuanye53 · 发表于 2010-8-11 20:24:27

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计算如下图所示的例子，热空气温度为1200度，在设置fluid时打开“source term”设置
“energe（w/m3）”=800000（这个数字是我随便设置的，因为不清楚具体怎么设定）；“fixed value”中设置temperture为1493K，即1200度。进口速度为0.01m/s，温度为25度，出口设置为outflow自由出口，solid区域（即钢块区域采用默认值，不设置），气体与钢块的交界面，我定义为steelwall选“coupled”，其中的wall thickness和heat generation rate都默认为0，没进行设置；fluent自己产生的steelwall-shadow和steelwall默认为一致。

对于材料模型，fluid选air，密度选incompressible-ideal-gas
固体solid区域选steel，所有参数为默认值

在计算热交换时，如果用稳态求解，固体表面温度为1200度，固体里面还是25度，没有和气体产生热交换。

如果用非稳态求解，固体靠壁面区域温度从25度升到34度左右，但我非稳态计算时间设置的600s，即10分钟，实际情况下1200度气体10分钟加热钢块，温度能到500～600度。

麻烦帮我看看我的设置是否有问题？有几个参数想请教下，就是设置材料时空气的thermal conductivity默认为0.0242，是否是把它改大一些，空气向钢块传导的热量会多一些。
那么在固体钢块选steel材料时，thermal conductivity默认为16，是否应该改底一些，说明散发出去的热量少，吸收的热量多？

还有非稳态计算的时间含义是什么，我设置600s，是表示计算了热空气通过流道10分钟的过程交换的热量吗？

下面两个图是一样的，只是第一个太大了，所以有传了个小的，小的看不清楚，可以看大的哈～～～～

[ 本帖最后由 xuanye53 于 2010-8-11 20:27 编辑 ]

xrs333 · 发表于 2010-8-11 23:18:19

先说物理问题，才知道你的模型对不对。

xuanye53 · 发表于 2010-8-12 19:07:33

物理模型是：一个常温的容器里有一个钢块，进口有热空气约1200度进入，然后从出口出去，要计算这个过程中，钢块的温度变化及温度场。

xuanye53 · 发表于 2010-8-12 19:07:34

物理模型是：一个常温的容器里有一个钢块，进口有热空气约1200度进入，然后从出口出去，要计算这个过程中，钢块的温度变化及温度场。

进出口为大气压

[ 本帖最后由 xuanye53 于 2010-8-12 20:14 编辑 ]

浪子轻狂 · 发表于 2010-8-12 21:47:10

空气流域有能量源项吗？你还设置的有板有眼的；
数据库中是27°时空气的导热系数，随温度升高而增大，钢材的导热系数得看钢材的种类，20g和316的导热系数肯定是差别很大的，也是随温度变化；你可以查查手册，使用多项式函数设置导热系数；
都1200℃了，你怎么没考虑辐射？
不知道你模型的尺寸，流速才0.01，再加上钢快的扰流，出口是充分发展的湍流吗？用outflow合适吗？
还有，非稳态计算，哪里能设置计算时间600s？不会是迭代时间步长设成600s了吧

xuanye53 · 发表于 2010-8-13 10:24:28

非常感谢浪子的解答！

我先查一下空气和钢在不同温度下的导热系数，研究下怎么设置函数。

空气流域我设置了能量源的，下面贴出了图片，就是设置的“energe（w/m3）”=800000和fixed value”中设置temperture为1493K，即1200度。但是这里有个疑问，如果定义温度为1493k，那么空气就恒为1200度了，但是我想计算空气进入时为1200度，然后和钢块交换热量后，空气能量损失，温度降低，钢块温度升高的过程。请教一下我想计算的这种空气热量应该怎样设置？

浪子说的辐射是指热空气向钢块的能量辐射吗？因为我以前没做过热分析，不太清楚我这个具体需要怎么设置热传导。如果考虑辐射，是指在我现有的基础上加上define—models—radiation选项吗？

流速0.01是我自己设定的，因为不太清楚进口速度，这个进口值我需要算几次来试试。
计算中我设定的是层流，没有算Re，可能有错，我是想先用层流来试验一下。
非稳态计算中有一个end time的选项，我填的600s，下面贴上图片，我感觉应该是计算的总时间。不知道理解是否有误。

敢情各位高手指教啊～～～

[ 本帖最后由 xuanye53 于 2010-8-13 10:52 编辑 ]

xuanye53 · 发表于 2010-8-14 09:15:48

模型中加了辐射后感觉热传导正确一些了，钢块得到的热量增大，与实际接近些了。

这个瞬态分析的这个end time的含义有同学清楚吗？

xuanye53 · 发表于 2010-8-16 13:38:35

版主们帮忙看看吧感谢～～

浪子轻狂 · 发表于 2010-8-17 10:12:18

源项是啥意思？翻翻计算流体力学

woaishuijiao · 发表于 2010-8-17 17:37:56

你可以设置进口边界条件啊，何必要在fluid区域中设置呢，例外，你那个adaptive是干嘛用的

xiaoziayi · 发表于 2011-7-18 15:49:26

你这个是源项还是边界条件啊？源项貌似是用来改变fluent里面的那几个主要方程的...

Kedan · 发表于 2011-8-25 22:33:38

例子中的固定值 fixed balue需要勾起来吗？

小元家的地儿 · 发表于 2011-8-26 16:05:11

总的计算时间是
time step size*number of time steps
不是那个end time来设定的。
你把模型试算一下，看迭代在什么时候停止，你看下迭代停止的时间就知道了。

huangqiuyue · 发表于 2012-7-17 14:57:58

你的问题解决了吗？我现在做的一个跟你的问题差不多一样，可否把你的结果分享一下

zy521yyf · 发表于 2013-1-20 20:43:30

请问楼主你这个问题解决了吗？最近我也在学这个

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