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Fluent 模拟的基本步骤
1. 运行 Fluent 出现选择 Fluent version 选择界面
一般二维问题就选择默认的 2d,即单精度二维版本就可以了,但是
本问题求解区域是一个扁长形状的,建议选择 2ddp,即二维双精度版本,计算效果更好。
打开网格文件
从菜单 file →Read→Case→选择 fin 目录下的 fin.msh 文件
指定计算区域的实际尺寸
在 Gambit 建立区域时没有尺寸的单位,此时应该进行确定,也可以对区域进行放大或缩小等。
在菜单 Grid 下选择 Scale 出现上面的对话框。将其中的 Grid was
created by 中的单位 m,更改为 mm,此时 scale factor X 和 Y 都出
现 0.001。然后按 Scale
选择模型
该问题是稳态问题,在 Solver 中已经是默认,只是求解温度场。
由菜单 Define →Models→Energy
然后选择 Energy Equation。
指定边界条件和求解区域的材料
需要将求解区域的四个边界进行说明,由菜单单 Define →Models
→Boundary conditions 。
首先设置左边界,即肋根的条件。点击 left 项, Type 列表中缺省指定在 Wall ,所以不需要改变,再点击 Set
选 择 thermal conditions 列 表 中 的 Temperature, 并 且 在 右 侧
Temperature(k)中填入 323(即 50℃),然后点击 OK 完成。
按照同样方法对 up、down 和 right 三个边界进行设置。这三个边界
均为对流边界,需要给出表面传热系数和流体温度。
本问题的求解区域为固体, 并且设定其物性参数。 在 zone 列表中
选择 zone(在 Gambit 中指定的名字 ),已经是默认的 solid.点击 set
点击 Edit 编辑材料的物性,本问题只是设计材料的导热系数,所以
仅需将导热系数的值更改为 160,然后点击 Change后再 close,上一
个页面后按 ok。此时可关闭 Boundary conditions 。
初始化最初的温度场
由菜单 solve →Initialize →Initialize
对话框中的 Temperature默认值是 300K。所以直接点击 Init ,出现 warning 对话框,点击 Ok,再 Close.
进行迭代求解
由菜单
solve
→ Iterate
进入迭代选项对话框,将
Number of
Iteration
改为
100 次,一般简单导热问题的迭代几十次就够了,
若
达到收敛条件,就会自动终止迭代。
然后按 Ierate 开始迭代计算。
画出模拟结果的温度等值线图
由菜单 Display→Contours 进入对话框。在 contours of 列表中选择 temperature. Options 中可勾选 Filled ,Levels 默认是 20,
可根据情况改为 40,表示的是多少条等温线。然后按 Display.
本问题纵坐标显示温度均为 323K,原因是表面温度差异很小(从
323.6K 到 323K).
若想将此图保存。由菜单 File →Hardcopy, 出现下面的对话框。 将 Format 改为 JPEG,Coloring 中改为 Color ,然后 Save.
Options 中不勾选 Filled 出现的图为
画出指定面的温度分布
比如画出上边界 (UP)上的温度分布,由菜单 Plot 选择 XY-Plot
将 Y-Axis Function 选择为 Temperature, Surfaces 选择 up,然后按 Plot
里用同样方法画 right 面(即肋端)的温度分布。将 Plot Direction
下面的 X 值改为 0, Y 值改为 1,Surfaces中仅选择 right,然后 plot
10. 计算肋片的总散热量
由菜单
Reports
→Flux.
在
Options
中选择
Total heat transfer rate
热流量
在
Boundaries
中将
4 个边界全选,点击
Compute得到结果
理论上由 left 边界进入的热流应等于另外三个边热流量之和。 也有可
能由于计算误差问题,两者不相等。若出现该问题,取另外三个边热
流量之和为实际肋片散热量。
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