周期性三维流动及换热

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1、实用文档周期性三维流动与传热本算例所要解决的问题如下：一块用于换热的模板,在水平方面有3排冷油通道，在垂直方向有一列热水的通道，两者之间周期性交替分布很大的区域，如下图所示只是其中一部分。冷油出口以280K的温度、10mms的速度从每个大圆孔进入20mm长的通道，从后面的小圆孔流出，出口连接大气压为1个大气压；热水以330K的温度、20mms的速度由上端进入通道，从下部流出，出口连接大气压为1个大气压。图1模板局部示意图分析：由于该算例所需模拟的区域很大，若全部计算的话工作量太大，且具有一定的周期性，故可以引入周期边界来模拟。而在fluent6.

2、3中提供了两种类型的周期性边界条件：一是周期性平面内没有压降的周期流，二是周期性平面内有压降的周期流，主要用于模拟完全发展的周期性流动。下面分两部分进行模拟，第一部分为模型的建立，第二部分为用fluent模拟。注：以下以→下一级菜单。一、利用gambit创建集合模型建模时，采用先建冷油通道，再建立模板，最后扫略出热水通道的方法。1、创建冷油通道（1）创建圆柱和圆台大全实用文档→→/具体数据及选项如图1、2、3所示：图1半径为4高10的圆柱图2上半径为2下半径为4高5的圆台图3半径为2高5的圆柱图4移动圆台（2）移动圆台和小圆柱移动圆台：：→→具体

3、数据及选项如图4所示：移动小圆柱时，与上述操作相同，只需选择小圆柱并将偏移量改为（0，0,15）既可。(3)合并两个圆柱与圆台生成冷油通道大全实用文档运用布尔运算：→→，选择三个体然后单击Apply。（5）移动冷油通道并平移复制移动：操作同（2），只需选择冷油通道，并将偏移量改为（5,5,0）。平移复制：操作同（2），只需选中Copy并将其对话框里修改为2，偏移量为（0,10,0）。生成如图5的模型。注：为避免从gambit里截出的图不清楚，在此需要对其背景及图线颜色进行更改。更改背景的方法如下：Edit→Default→GRAPHICS，将单击

4、WINDOWS-BACKGROUND-COLOR选项，这样ModifyReset选项就变成了WINDOWS-BACKGROUND-COLOR，然后将其后的VALUE改为white并按Enter键，然后单击Close退出。更改图线颜色的方法如下：→→，单击Volume选项后面的黑色箭头，选中All，然后单击Geometry后面的颜色条，并点击新弹出的对话框里的color选项black，最后单击Apply退出颜色选择，再次单击Apply，确定将颜色改为黑色。大全实用文档图5生成的模型（6）创建和平移长方体创建x=10，y=30，z=20的长方体：→→

5、，具体数据如图6；平移长方体操作同（2）只需将偏移量改为（0,15,10），偏移完成后如图7所示。图6创建长方体图7偏移完成后的模型（7）分割体并删除多余部分用面分割体：→→，用长方体（也就是模板）的与冷油通道相交的面分割三个冷油通道，为下一步镜像体做准备，此处注意必须每次都要选择retain，目的是为接下来的分割以及周期性条件设定做准备，具体操作如图8所示（分割其他冷油通道时，只需要将Volume选项更改为Volume.3和Volume.4即可。）：大全实用文档图8分割冷油通道图9删除模板外的冷油通道删除模板外的冷油通道：→→，具体操作如图9所

6、示，删除完毕后模型如图10所示。图10删除后模型（8）镜像冷油通道镜像体：→→，具体操作如图11所示。然后单击ReflectionPlane下面的Define，镜像时的方向矢量（-1,0，0）定义如图12所示。大全实用文档图11镜像冷油通道图12方向矢量定义注：这里对方向矢量的定义采用了两点式，先单击Point1并输入起点坐标（0,0,0），再单击Point2并输入终点坐标（-1，0,0），然后单击Apply，从而完成对镜像矢量的定义。镜像完成后的模型如图13所示。图13镜像后模型（9）建立热水通道的模型对于热水通道的模型，本算例中采取了由点到线

7、，再由线到面，再由面扫略出体的方式。建立点：→→建点时采用了坐标输入的方式。如图14所示，其坐标如下：（0.5,0,2）、（-0.5,0,2）、（0.5,0,10）、（-0.5,0,10）、（1.5,0,15）、（-1.5,0,15）、（1.5,0,18）、（-1.5,0,18），每输入一个坐标，单击一次Apply。由于这些点在x-z平面内，所以右击一下Global图14建立热水通道的点Ctrl里的，并选择x-z平面视图，就会显示如大全实用文档图15。由点建线（在x-z平面下）：→→，具体操作如图16所示，选取点的时候按顺序依次选取。由线建面：→

8、→，具体图15冷油通道坐标图操作如图17所示，选取的线要封闭。图16由点建线图17由线建面由面建体：→→，这里采用的是由面扫略成体，所以