FLUENT培训教材06传热模型.pdf

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1、ANSYSFLUENT培训教材第六节：传热模型南京浦镇车辆厂安世亚太科技（北京）有限公司APeraGlobalCompany©PERAChina概要¢能量方程¢壁面边界条件¢共轭传热¢薄壁和双面壁¢自然对流南京浦镇车辆厂¢辐射模型¢报告-输出APeraGlobalCompany©PERAChina能量方程¢能量输运方程:UnsteadyConductionConductionSpeciesViscousEnthalpyDiffusionDissipationSource/Sink–单位质量的能量E:–对可压缩性流体，或者密度基求解

2、器，总是考虑压力做功和动能。对压南京浦镇车辆厂力基求解器计算不可压流体，这些项被忽略，可以用下面的命令加入:–define/models/energy?APeraGlobalCompany©PERAChina固体域的能量方程¢能计算固体域的导热¢能量方程:–h显焓:南京浦镇车辆厂¢固体域的各向异性导热系数（压力基求解器）APeraGlobalCompany©PERAChina壁面边界条件¢五类热边界条件–热流量–温度–对流–模拟外部环境的对流（用户定义换热系数）–辐射–模拟外部环境的辐射（用户定义外部发射率和辐射温度）–混合–对流

3、和辐射边界的结合.¢壁面材料和厚度可以定义南京浦镇车辆厂¢为一维或壳导热计算APeraGlobalCompany©PERAChina共轭传热¢CHT固体域的导热和流体域的对流换热耦合¢在流体/固体交界面使用耦合边界条件GridVelocityVectors南京浦镇车辆厂TemperatureContoursCoolantFlowPastHeatedRodsAPeraGlobalCompany©PERAChina共轭传热例子AiroutletSymmetryPlanesTopwall(externallycooled)h=1.5W/

4、m2·KT∞=298KElectronicComponent(onehalfismodeled)k=1.0W/m·KHeatgenerationrateof2watts(eachcomponent)AirinletV=0.5m/s南京浦镇车辆厂T=298KCircuitboard(externallycooled)k=0.1W/m·Kh=1.5W/m2·KT∞=298KAPeraGlobalCompany©PERAChina问题设置-热源¢在固体域加入热源模拟电子部件的生成热南京浦镇车辆厂APeraGlobalCompany©PE

5、RAChina温度分布FlowAir(fluidzone)ConvectionboundaryTemp.direction1.5W/m2K(ºF)FrontView298Kfreestreamtemp426410394378BoardElect.ComponentConvectionBoundary362(solidzone)(solidzone)1.5W/m2K2Wattssource298Kfreestreamtemp.346FlowTopView330direction(imagemirroredaboutsymmetryp

6、lane)南京浦镇车辆厂314298APeraGlobalCompany©PERAChina替代的模拟策略¢可替代的策略为模拟壁面为一有厚度面(ThinWallmodel).¢这时，不需对固体域划分网格南京浦镇车辆厂APeraGlobalCompany©PERAChina对固体板划分网格vs.薄壁方法¢对固体板划分网格–在固体域求解能量方程l.–板厚度需用网格离散–最精确的方法，但需要多计算网格–由于壁面两侧都有网格，总是应用耦合热边界条件FluidzoneWallzone(withshadow)Solidzone南京浦镇车辆厂W

7、allthermalresistancedirectlyaccountedforintheEnergyequation;Through-thicknesstemperaturedistributioniscalculated.Bidirectionalheatconductioniscalculated.APeraGlobalCompany©PERAChina对固体板划分网格vs.薄壁方法¢薄壁方法–人工模型模拟壁面热阻–壁面需要必要的数据输入（材料导热系数，厚度）–只有对内部边界用耦合边界条件FluidzoneWallzone(

8、noshadow)南京浦镇车辆厂Wallthermalresistanceiscalculatedusingartificialwallthicknessandmaterialtype.Through-thicknesstemperaturedis