《传热模型》PPT课件

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1、传热模型IntroductoryFLUENTTraining大纲能量方程壁面边界条件变传热薄壁和双面墙自然对流辐射模型报告－导出能量方程－介绍能量输运方程每单位质量的能量E定义为：压力工作和动能经常用来说明可压流动或者在使用密度求解器时。对基于压力的求解器来说，它们可以省略而且可以通过文本命令添加。Define/models/energy?传导物质扩散粘性耗散方程能量项－粘性耗散能量源归因于耗散也叫粘性加热当粘性剪切在流动中（比如：润滑油）非常严重或者在高速可压流动中很重要经常可以忽略在压力求解器中缺省不含在密度求

2、解器中经常包括当Brinkman数字接近或者超过1时很重要能量方程项－物质扩散能量源归因于物质扩散包括多种物质流动包括归因于多种物质扩散的焓的传递效果经常包含于密度求解器中在压力求解器下不可用能量方程项（3）能量源由包含在化学反应流中的化学反应引起各种物质的生成焓各种物质的体积反应率由包括辐射源项的辐射引起能量源能量源界面包括在连续相和离散相之间传热DPM，喷雾，粒子等固体区域的能量方程通过固体来计算热传导的能力能量方程H是敏感的焓在固体中各项异性的传导率（只用于压力求解器）壁面边界条件五个热量条件辐射从模型外部传

3、热需要外部发射率和外部辐射温度混合联系对流和外部辐射边界条件对一维热传导或壳的热传导计算中能够壁面材料和厚度传热计算变化热传导计算通过固体的热传导的能力，与流体对流中的传热耦合耦合的边界条件对任意分隔两个单元体的壁面区域适用GridTemperaturecontoursVelocityvectorsExample--CoolingFlowoverFuelRods电路板(externallycooled)k=0.1W/m∙Kh=1.5W/m2∙KT∞=298K空气出口空气进口V=0.5m/sT=298K变化热传导举例

4、电子芯片(onehalfismodeled)k=1.0W/m∙KQ=2Watts顶部壁面(externallycooled)h=1.5W/m2∙KT∞=298K对称面举例－三维网格和边界条件流动方向板(solidzone)芯片(solidzone)2Wattssource对流边界1.5W/m2K298Kfreestreamtemp.对流边界1.5W/m2K298Kfreestreamtemp空气(fluidzone)问题设置－热源温度分布（主视图和顶视图）FlowdirectionBoard(固体区域)芯片(固体区

5、域)2Wattssource对流边界1.5W/m2K298Kfreestreamtemp.对流边界1.5W/m2K298Kfreestreamtemp空气(流体区域)FrontViewTopViewFlowdirection变化热传导设置改变建模策略改变木板平面可以用定义的厚度的墙面（薄墙模型）在这种情况下，不需要给下层的固体区域画网格（代表木板的）对于壁面热传导的两种方式要画网格的壁面能量方程在代表壁面的固体区域上求解壁面厚度必须网格化这是最精确的方式但是需要更多的网格效果因为在壁的两个面上都有单元体所以经常使用

6、耦合的热边界条件薄壁人工模拟壁厚（在壁的边界条件面板定义）只对内部壁面使用耦合的热边界条件FluidzoneSolidzoneWallzone(withshadow)Fluidzone壁面热阻抗在能量方程中直接说明；壁厚上的温度分布得到计算。双向热传导得到计算壁面热阻抗使用人工壁厚和材料类型计算。壁厚上的温度分布假设是线性的传导只在壁面法向方向得到计算Wallzone(noshadow)对薄壁模式的温度定义薄壁模式只适用法向传导（没有平面内部的传导）而且没有生成实际上的单元体壁面热边界条件在外层得到应用壁面热边界条

7、件静温(cellvalue)薄壁(无网格)壁温(外部表面)墙温(内部表面)壁面传热的壳传导选项壳传导选项用来激活平面内部的传导计算另外的热传导单元体生成了但不能显式也不能从UDF中存取传导区域的固体属性必须是常量,而不能作为温度函数定义静温(cellvalue)虚的热传导单元墙温(内部表面)壁温(外部表面)自然对流－介绍当流体被加热且流体密度随着温度变化而变化时自然对流发生由于重力作用引起流动的密度变化当考虑重力项时，在动量方程中压力梯度和质量力项会被重新写为：这里这种格式是为了避免当重力考虑进来时圆形空间带来的误

8、差自然对流－Boussinesq模型Boussinesq模型假设除了沿重力方向动量方程中的质量力项之外流体密度是相同的，我们有：当密度变化很小时有效（比如，T上的小变化）对许多自然对流流动来说该模型提供了比使用流动密度作为温度函数收敛更快的方法密度不变假设减弱了非线性当密度变化小时是合适的不能和多物质传输或者反作用流动同时使用自然对流问题在封闭的计算域内对于