Fluent_HeatTransfer_L02_Conduction
fluent 湍流热导率
fluent 湍流热导率【最新版】目录1.Fluent 介绍2.湍流热导率概念3.Fluent 中湍流热导率的设置与应用4.湍流热导率对模拟结果的影响5.总结正文【1.Fluent 介绍】Fluent 是一款广泛应用于流体动力学领域的计算流体力学（CFD）软件，其强大的功能和用户友好的界面使得工程师和研究人员可以轻松地模拟和分析流体流动、传热和化学反应等问题。
在 Fluent 中，用户可以设置各种物理参数和边界条件，以实现对复杂流体动力学问题的高精度模拟。
【2.湍流热导率概念】湍流热导率（Heat Transfer Coefficient,HTC）是描述流体在湍流状态下热量传递效率的重要参数。
在实际工程中，由于流体的湍流运动会导致热量的随机扩散，使得热量传递速率远大于层流传热。
因此，湍流热导率通常比层流传热系数要大得多。
【3.Fluent 中湍流热导率的设置与应用】在 Fluent 中，湍流热导率的设置相对简单。
用户可以在“Materials”对话框中选择适当的湍流模型，如 k-ε模型、k-ω模型或 SST 模型等。
在选择了湍流模型后，Fluent 会自动计算出相应的湍流热导率。
此外，用户还可以通过设置边界条件或参考条件来调整湍流热导率的值。
在实际应用中，湍流热导率的设置对模拟结果具有重要影响。
不同的湍流模型和参数设置可能导致不同的热量传递速率和温度分布。
因此，工程师和研究人员需要根据具体问题和实际情况，选择合适的湍流模型和参数，以获得更准确的模拟结果。
【4.湍流热导率对模拟结果的影响】湍流热导率的设置会影响 Fluent 模拟的传热速率和温度分布。
不同的湍流模型和参数设置可能导致不同的传热效果和温度分布。
例如，k-ε模型和 k-ω模型分别适用于不同类型的流体和流动状态，选择不当可能导致模拟结果与实际现象相差较大。
此外，湍流热导率的数值也会影响模拟的收敛速度和精度。
较大的湍流热导率可能导致模拟结果的温度梯度较小，使得模拟更加稳定；而较小的湍流热导率可能导致模拟结果的温度梯度较大，使得模拟更容易出现非线性和收敛困难等问题。
fluent湍流管道流动教程
console window reporting the progress of the conversion. After reading the grid le, FLUENT will report that 918 triangular uid cells have been read, along with a number of boundary faces with di erent zone identi ers.
1-2
c Fluent Inc. August 7, 1998
Turbulent Flow and Heat Transfer in a Mixing Elbow
Step 1: Grid
1. Read the grid le elbow.msh.
File ,! Read ,!Case...
a Select the le elbow.msh by clicking on it under Files and then clicking on OK.
b Close the panel.
c Fluent Inc. August 7, 1998
1-5
Turbulent Flow and Heat Transfer in a Mixing Elbow
4. Scale the grid.
Grid ,!Scale...
a Under Units Conversion, select in from the drop-down list to complete the phrase Grid Was Created In in inches.
fluent-v6.3-热交换
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
7-5
ANSYS, Inc. Proprietary
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006
Fluent User Services Center
h t V h k T S h
h is the sensible enthalpy:
h
T
T ref
c p dT
Anisotropic conductivity in solids (pressure-based solver only)
Energy Equation Terms – Species Diffusion
Energy source due to species diffusion included for multiple species flows.
hj J j j
Includes the effect of enthalpy transport due to species diffusion Always included in the densitybased solver. Can be disabled in the pressurebased solver.
Energy Equation Terms (3)
Energy source due to chemical reaction is included for reacting flows.
Fluent 模拟教程5 冷热水混合器内的流动
用菜单命令Display: Contours，显示求解结果， 和原先的温度分布图比较可以发现，求解结果已经得到改善。
网格自适应技术
• FLUENT采用网格自适应技术，可根据计算 中得到的流场结果按变量梯度自适应调整 网格 和优化网格，从而使得计算结果更加 准确。
• 以温度梯度为基点来改善网格。 • 首先确定温度梯度的范围。用菜单命令Display: Contours
显示即将细化的网格有82个： 82 cells marked for refinement, 0 cells marked for coarsening
• 点击Manage…，在打开的单元注册对话框 （Manage Adaption Registers）点击Display。
准备要细化的网格显示如下图。
• 在Options不选择Auto Range，改版最小温度梯度值，将 Min设置为0.01，点击Display，显示出需要改进的高温度 梯度的网格如下，这部分网格是我们需要改进的网格。
• 用菜单命令Adapt: Gradient打开对话框，在Gradient of 下 来框中选中Temperature和Static Tempreature；在Option中 不选Coarsen，即只细化修改网格而不粗糙化。点击 Compute，Fluent将计算出温度梯度的最大值和最小值， 在Refine Threhold中输入0.01，点击Mark。
在显示的对话框中，将Options中的Node Values选项不选 中，按Display按钮，显示出温度分布图如下：
发现各单元间边界不光滑了，在准备改进网格时， 应该先看一下单元的，可以看出要进行改进的区域。
• 在Contours of下拉列表中，选择Adaption…和Adaption Function，在Options项不选择Node Value，点击Display， 得到温度梯度显示图如下：
fluent对流换热自由流温度
fluent对流换热自由流温度热传递是许多重要工程过程中的关键问题。
在这些过程中，传热现象的研究对于设计和优化系统至关重要。
对流换热是一种重要的热传递方式，其是由物质运动引起的热量运移。
自由流（Free convection）是指在无外部强制物流驱动下，流体由于密度的变化在物体表面和周围气体之间自由地进行的对流传热过程。
在此过程中，流体的热传递主要依赖于池火流体周围的温度差异。
自由流对流换热的一个关键参数是流体的Nusselt数，即Nu。
Nusselt数指液流中流体颗粒的热传递系数与流体传递系数之比。
它的大小决定了自由流对流换热的强度。
常用的计算自由流对流换热的公式为：Nu = 0.59 + 0.385 * Ra^1/5其中 Ra 是瑞利数。
瑞利数用来描述自由流换热流动时，重力和表面张力之间的相对强度。
Ra数越大，自由流对流换热的贡献越大。
公式的其中一种形式如下：Ra = gβΔθL^3/να其中，g是重力加速度，β是液体的温度膨胀系数，Δθ是液体的温度差，L是表面的特征长度，ν是动力粘度，α是液体的热扩散系数。
瑞利数越大，对流传热的强度越大，由此可以计算出流体的Nusselt数。
在自由流对流换热过程中，还需要考虑热边界层厚度对热传递的影响。
对于自由流对流换热，热边界层的影响相对较小。
但当温度差较小时，边界层的影响仍然需要考虑。
自由流对流换热也可以用流量相似性原理进行估算。
这个原理基于质量、热和动量的传递方式相似的流动现象会在不同尺度上显示相似的行为。
基于这个原理，可以设计实验来估算不同尺寸比例下的自由流对流换热系数。
在实际的工程应用中，自由流对流换热是非常重要的。
例如，太阳能板、潮湿的岩石表面和冷凝器等都依赖于自由流对流换热。
对于这些应用而言，理解和优化自由流对流换热过程是至关重要。
只有深入研究这个过程，我们才能更好地优化热传递过程，提高能源效率和生产效率，实现可持续的工业发展。
fluent heat exchange热交换模型介绍
fluent heat exchange热交换模型介绍
"Fluent" 是一种计算流体力学（CFD）软件，而"heat exchange" 则指的是热交换，即在流体中传递热量的过程。
在Fluent 中，可以使用不同的模型和方法来模拟和分析流体中的热交换过程。
热交换模型在Fluent 中涉及到流体流动、传热和传质等多个方面。
以下是一些常见的Fluent 中用于热交换模拟的模型和方法：
1.传热模型：Fluent 提供了多种传热模型，包括传导、对流和辐射传热。
用户可以选择
适当的传热模型，根据系统的特点来模拟热量的传递。
2.壁面热通量：可以在Fluent 中设置不同表面的壁面热通量，以模拟具体区域的热交
换情况。
这对于热交换器、散热器等设备的仿真很重要。
3.热源和热汇：用户可以设置热源和热汇，模拟系统中的加热或散热过程。
这对于热交
换系统的设计和优化非常有用。
4.多相流和相变：在一些热交换系统中，可能涉及到多相流动和相变过程，如蒸发、冷
凝等。
Fluent 支持多相流和相变模型，以更全面地模拟系统中的热交换。
5.换热器模块：Fluent 中有专门的换热器模块，用于更方便地建模和分析换热器的性能，
包括壁面传热系数、温度分布等。
使用Fluent 进行热交换模拟需要用户详细了解系统的几何形状、边界条件、材料属性等信息，并选择合适的模型和参数。
通过模拟，用户可以获得系统内部的流动、温度场等信息，帮助设计和优化热交换设备。
ansys fluent教程fluent12-lecture07-heat-transfer
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
7-4
April 28, 2009 Inventory #002600
Heat Transfer Modeling
Wall Boundary Conditions
• Five thermal conditions
Heat Transfer Modeling
Outline
• Energy Equation • Wall Boundary Conditions • Conjugate Heat Transfer • Thin and two-sided walls • Natural Convection • Radiation Models • Reporting - Export
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
7-3
April 28, 2009 Inventory #002600
Heat Transfer Modeling
Energy Equation for Solid Regions
Chapter 7 Heat Transfer Modeling
Introductory FLUENT Training
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
7-1
April 28, 2009 Inventory #002600
Training Manual
– Heat Flux – Temperature – Convection – simulates an external convection environment which is not modeled (user-prescribed heat transfer coefficient). – Radiation – simulates an external radiation environment which is not modeled (user-prescribed external emissivity and radiation temperature). – Mixed – Combination of Convection and Radiation boundary conditions.
fluent传热模拟
译文说明●本文依据FLUENT6。
0的HELP文件翻译而成。
事先并未征得原文版权所有者FLUENT公司或其在中国代理人海基公司的同意。
●本文的写作目的仅在于为在教育与科研领域从事研究工作的人员提供参考与帮助,无意于将其用于商业目的。
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注:本文以ADOBE公司的PDF格式发布。
如需要相应中文WORD格式文档，请发邮件到west_wing@sohu。
com。
11. Modeling Heat Transfer 传热模拟•11。
1 Overview of Heat Transfer Models in FLUENT FLUENT中的传热模型概述•11。
2 Convective and Conductive Heat Transfer 导热与对流换热o11.2。
1 Theory 理论o11。
2。
2 User Inputs for Heat Transfer 有关传热的用户输入项o11.2。
3 Solution Process for Heat Transfer 传热计算的求解过程o11.2.4 Reporting and Displaying Heat Transfer Quantities 传热变量的输出与显示o11.2.5 Exporting Heat Flux Data 热流数据的输出•11。
3 Radiative Heat Transfer 辐射传热o11.3。
1 Introduction to Radiative Heat Transfer 辐射传热简介o11。
FLUENT软件操作界面中英文对照
FLUENT软件操作界面中英文对照下面是FLUENT软件操作界面中常见的英文和对应的中文翻译：1. File（文件）- New（新建）- Open（打开）- Save（保存）- Save As（另存为）- Import（导入）- Export（导出）- Print（打印）- Exit（退出）- Undo（撤销）- Redo（重做）- Cut（剪切）- Copy（复制）- Paste（粘贴）- Delete（删除）- Select All（全选）3. View（视图）- Axes（坐标轴）- Legend（图例）- Axis Title（坐标轴标题）- Title（标题）- Zoom In（放大）- Zoom Out（缩小）- Reset（重置）- Pan（平移）4. Mesh（网格）- Generate（生成）- Convert（转换）- Refine（细化）- Smooth（平滑）- Check（检查）- Display（显示）5. Solve（求解）- Initialize（初始化）- Iterate（迭代）- Monitor（监控）- Residuals（残差）- Convergence Criteria（收敛准则）6. Boundary Conditions（边界条件）- Inlet（进口）- Outlet（出口）- Wall（壁面）- Symmetry（对称）- Periodic（周期性）- Pressure Inlet（压力进口）- Pressure Outlet（压力出口）- Velocity Inlet（速度进口）- Velocity Outlet（速度出口）7. Materials（材料）- Define（定义）- Create（创建）- Delete（删除）8. Models（模型）- Turbulence（湍流）- Heat Transfer（传热）- Chemical Reactions（化学反应）- Multiphase（多相流）- Discrete Phase（离散相）- Radiation（辐射）9. Results（结果）- Residuals（残差）- Plots（图表）- Animations（动画）- Reports（报告）- XY Plots（XY图）- Contours（等值线）- Vectors（矢量）- Streamlines（流线）10. Run（运行）- Calculation Activities（计算活动）- Solution Initialization（解的初始化）- Solution Calculation（解的计算）- Monitoring（监控）- Result Calculation（结果计算）- Grid Display（网格显示）。
fluent冷热混合器模型指导
图1三维流动与传热的数值计算问题描述：冷水和热水分别自混合器的两侧沿水平切向方向流入，在容器内混合后经过下部逐渐收缩的通道流入等直径出流管，最后流入大气。
这是一个三维流动问题，所研究的内容是混合器内的流场，压力分布和温度场。
利用GAMBIT 建立混合器计算模型第一步：启动GAMBIT 并选定求解器(FLUENT5/6) 第二步：创建混合器主体(GEOMETRY----VOLUME-----CREATE VOLUME-----cylinder ，如图1)a) Height （长度）:8 Radius1（半径）:10 b) Axis Location （中心轴）选择PositiveZ （z 轴正向） c) 其他默认第三步：设置混合器切向入流管道a) 按照上步建立切向流管b) 流管Height （长度）:10 Radius1（半径）:1 c) Axis Location （中心轴）选择Positive x （x 轴正向）第四步：将流管移到混合器主体中部边缘(GEOMETRY----VOLUME-----CREATE-VOLUME----MOVE/C OPY.......如图2)a) Volumes 右侧黄色区域向上箭头选择小管（选中变红） b) Global(位移量) 输入：x=0,y=9,z=4c) 其他项保持默认。
d) 选择apply 应用e) 将小管以z 轴旋转180度：Operation 选择Rotate f)Volumes 选择Copyg) Volumes 右侧黄色区域向上箭头选择小管（选中变红） h) Angle （旋转角度）填入180 i)其他默认，然后选择应用（如图3）。
3.将小管以Z 轴为轴旋转180度复制图2操作(GEOMETRY----VOLUME-----CREATE-VOLUME----MOVE/COPY.......如图2) 打开“Move/Copy Volumes ”设置对话框3↓8所示，并进行如下设置。
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June 3, 2014
6
Release 15
Energy Equation for Solid Materials
• Equation solved in FLUENT
h k T S h t
Unsteady Conduction (Fourier’s Law) Enthalpy Source
Release 15
Fourier’s Law
• Conduction heat transfer is governed by Fourier’s Law.
• Fourier’s law states that the heat transfer rate is directly proportional to the gradient of temperature. • Mathematically,
• Equation solved in FLUENT • Shell conduction model • Non-conformal coupled wall • Anisotropic conductivity
• Moving solids • Solver parameters
© 2013 ANSYS, Inc.
June 3, 2014
12
Release 15
Shell Conduction – Unsteady
• The shell conduction model takes into account thermal inertia which can not be included via the thin-wall approach.
qconduction k T
Thermal conductivity
• The constant of proportionality is the thermal conductivity (k).
• k may be a function of temperature, space, etc. • For isotropic materials, k is a scalar value. • In general (for anisotropic materials), k is a matrix.
• By default, wall shell is adiabatic • If shell conducting wall connects:
• • Another shell conducting wall – The connecting edge has a coupled boundary condition. Another non-conducting external wall – Edge has the same thermal boundary condition.
Exhaust pipe at 800 K emits radiation in the direction of the shield
Shield, 2 mm thick
• Results from shell (1 layer) matches with that obtained using 3 prism layers
• Table of k values for various materials can be found in the Appendix
© 2013 ANSYS, Inc. June 3, 2014 5 Release 15
Agenda
• Introduction
• Energy equation in solids
Lecture 2 - Conduction Heat Transfer
15.0 Release
Heat Transfer Modeling using ANSYS Fluent
© 2013 ANSYS, Inc. June 3, 2014 1 Release 15
Agenda
• Introduction
© 2013 ANSYS, Inc.
© 2013 ANSYS, Inc.
June 3, 2014
2
Release 15
Agenda
• Introduction
• Energy equation in solids
• Equation solved in FLUENT • Shell conduction model • Non-conformal coupled wall • Anisotropic conductivity
• The dependent variable h is the enthalpy,
h C p dT
0
T
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June 3, 2014
7
Release 15
Shell Conduction
• In FLUENT, by default, planar heat transfer is ignored if the wall thickness is not meshed.
• Shell conduction needed regardless of thermal conductivity
k = 0.01 W/m·K (1D) k = 0.01 W/m·K (Shell) k = 200 W/m·K (1D) k = 200 W/m·K (Shell)
© 2013 ANSYS, Inc.
• Energy equation in solids
• Equation solved in FLUENT • Shell conduction model • Non-conformal coupled wall • Anisotropic conductivity
• Moving solids • Solver parameters
• Limitations of the shell conduction model:
• • • • • •
Байду номын сангаас
•
Shells cannot be created on non-conformal interfaces. Shell conduction cannot be used on moving wall zones. Shell conduction cannot be used with FMG initialization. Shell conduction is not available for 2D. Shell conduction is available only when the pressure-based solver is used. Shell conducting walls cannot be split or merged. If you need to split or merge a shell conducting wall, you will need to turn off the Shell Conduction option for the wall (in the Wall dialog box, perform the split or merge operation, and then enable Shell Conduction for the new wall zones. The shell conduction model cannot be used on a wall zone that has been adapted. If you want to perform adaption elsewhere in the computational domain, be sure to use the mask register described in Section 29.11.1 of the Fluent User Guide. This will ensure that adaption is not performed on the shell conducting wall.
• Conduction phenomenon:
• Energy is transported by basic carriers • Fluids – molecules, atoms • Solids – free electrons
© 2013 ANSYS, Inc.
June 3, 2014
4
• Heat flux on virtual boundaries is not reported in the total heat flux report.
© 2013 ANSYS, Inc. June 3, 2014 14 Release 15
Shell Conduction – Limitations
© 2013 ANSYS, Inc. June 3, 2014 9 Release 15
Multi-layer shell conduction
• Multi-layer shell conduction allows to simulate heat transfer through layers of different materials
• Moving solids • Solver parameters
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June 3, 2014
3
Release 15
Conduction Definition
• Heat transfer is energy in transit due to a temperature difference