一维稳态导热的数值模拟

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1、第一章一维稳态导热的数值模拟一、实例简介图1-1导热计算区域示意图如图1-1所示，平板的长宽度远远大于它的厚度，平板的上部保持高温，平板的下部保持低温。平板的长高比为30，可作为一维问题进行处理。需要求解平板内的温度分布以及整个稳态传热过程的传热量。二、实例操作步骤1.利用Gambit对计算区域离散化和指定边界条件类型步骤1：启动Gambit软件并建立新文件在路径C:Fluent.Inctbintx86下打开gambit文件（双击后稍等片刻），其窗口布局如图1-2所示。图1-2Gambit窗口

2、的布局然后是建立新文件，操作为选择File→New打开入图1-3所示的对话框。图1-3建立新文件在ID文本框中输入onedim作为文件名，然后单击Accept按纽，在随后显示的图1-4对话框中单击Yes按纽保存。13图1-4确认保存对话框步骤2：创建几何图形选择Operation→Geometry→Face，打开图1-5所示的对话框。图1-5创建面的对话框在Width内输入30，在Height中输入1，在Direction下选择+X+Y坐标系，然后单击Apply，并在GlobalControl下点击，则

3、出现图1-6所示的几何图形。图1-6几何图形的显示步骤3：网格划分（1）边的网格划分当几何区域确定之后，接下来就需要对几何区域进行离散化，即进行网格划分。选择Operation→Mesh→Edge，打开图1-7所示的对话框。13图1-7边网格划分对话框在Edges后面的黄色对话框中选中edge.1和edge.3。也可以采用Shift﹢鼠标左键的方法选中edge.1和edge.3。然后在Spacing中选择Intervalcount，在其左边的对话框中输入100，即将这两个边各划分成100个等份。最后点击

4、Apply确认。则出现图1-8所示的边网格划分。图1-8上下边网格的划分采用同样的方法对面的其它边进行网格划分，设定edge.2和edge.4的Spacing对应的数值为10，注意Spacing的类型仍然为Intervalcount，可以得到如图1-9所示面上各边的网格划分。图1-9各边的网格划分（2）面的网格划分对边进行网格划分实际上是对计算区域的边界进行离散化，计算区域的内部同样需要进行离散化，需要对计算区域进行面网格划分。选择Operation→Mesh→Face，打开图1-10所示的对话框。13

5、图1-10面网格划分对话框在Faces后面的黄色框中选中face.1，选中之后，可以看到面上的边均变成红色，表示选择成功。对话框中的其它选项均保持默认值，此时Spacing的类型为Intervalsize，它左边的默认值为1。点击Apply确认可以看到图1-11所示的面网格划分情况。图1-11面的网格划分步骤4：边界条件类型的指定在指定边界条件之前，需要选定一个求解器，因为不同求解器的边界类型不一样。这里选择Solve→Fluent5/6，选择之后Gambit布局窗口标题栏中的Solve:Generic

6、将变成Solve:Fluent5/6。选择Operation→Zone，打开图1-12所示的对话框,指定边界条件的类型。13图1-12边界条件指定对话框首先指定面的上边为热源。具体操作为在Name右边的白色框中输入heat，选择Entity下面的类型为Edges，然后在Edges右边的黄色对话框中选择热源对应的边edge.3，点击Apply之后就将edge3定义成了热源。用同样的方法可以将下边定义成冷源cold。左右两条边可以不需要定义，保持Gambit默认即可。都定义完之后，可以得到图1-13的边界名

7、称和边界类型。图1-13热源和冷源边界条件的指定步骤5：指定计算区域的类型Gambit默认的计算区域的类型为流体，而这里墙体内部的材料为固体，因此需要设置。设置方法为：选择Operation→Zone，打开如图1-14所示窗口，选择Type为Solid，选择Entity为Faces，并在Faces右边的黄色对话框中选择面face.1，然后点击应用，即将计算区域的类型指定为固体区域。13图1-14指定计算区域的类型步骤6：网格文件的输出选择File→Export→Mesh打开输出文件的对话框，如图1-15

8、所示。图1-15输出文件对话框注意只有选择了Export2-D(X-Y)Mesh选项之后才能输出为.msh文件。点击Accept之后，窗口下面的Transcript内出现Meshwassuccessfullywrittentoonedim.msh，表示网格文件输出成功。2.利用Fluent求解器进行求解利用Gambit软件绘制出几何图形、划分网格、指定边界类型以及输出Mesh文件，然后用Fluent将网格文件导入，便可以对其进行数值求解。步