2021年Fluent辐射传热模型理论以及相关设置
FLUENT中五种辐射模型的详细计算对比

图中一个边长为L=1m的正方形箱体,右墙温度2000K,左墙温度1000K,上下墙绝热,重力向下,由于热重力引起密度梯度所以发展为浮力流。
箱体中的介质被认为是具有吸收性和散射性的,因此墙壁间的辐射交换因存在吸收而减弱,同时因存在介质散射而增强。
自然对流分为三步进行,有两种设置方法。
第一步:设置工作条件(工作压力101325Pa、勾选重力加速度-6.9e-5(负号表示方向沿Y轴向下)、工作温度T f=(1000+2000)/2=1500K)。
第二步:对材料密度进行选择时有两种情况(1)选择idea-gas为理想气体模型,其密度满足理想气体状态方程,标准状态下P0=101325Pa、T0=15℃时,密度为理想气体标准密度为1.225kg/m3(2)选择Boussinesq为非理想气体,需要根据实际气体设置密度。
第三部:设置自然对流其它参数,比热C p=11030J/kg/K,热导率15.309W/m/K,粘度10-3m/s2,热膨胀系数1e-5K-1,吸收系数0、0.2、5m-1,散射系数目前不考虑。
一、网格划分建立边长为1的正方形,对面和边线进行命名。
全局面网格设置最大网格尺寸为0.2,表示网格最大边长为0.2,设置网格类型为四边形网格。
设置线网格尺寸时有三种类型,普通、动态、复制,生成规律则有很多种(BiGometric、Uniform、Geometric1、Geometric2等),这些生成规律涉及到线上起始点与终止点的关系,所以在由点生成线时,相互平行的线,生成应当方向一致(从上到下或从左到右),在生成线网格时的方向才会相同。
这里我们选用动态类型,生成规律为Biometric,每条边上节点数为50个,比例为1.2。
二、参数设置1.选择默认求解器Scale可以设定模型的单位,默认为m,可以比例缩小或放大。
求解器类型为基于压力变化、绝对速度、稳态、2D平面求解器。
2D Space选择为Axisymetric时,求解的是轴对称的圆柱坐标系统,注意ICEM中画图时,对称轴必须放置在X轴上。
辐射和对流模型Fluent参数设置

辐射和对流模型Fluent 参数设置1.读入***.mesh 文件,并对网格文件进行进行检查,Grid →cheek,主要看最小体积和最小面积不能为负,之后进行刻度转换, Grid→ scale,在 Gmbit 里面建模默认尺寸为米,与实际尺寸之间要进行转化,如下图:2.选择求解器, Define →Models→sover ⋯⋯根据情况选择,如上图:接着选择辐射模型, Define →Models→Radiation ,如下图,当 Radiation Model面板上点击ok 时,会出现一个信息提示框,告诉你新的材料物性被添加了,你将在后面设置物性参数,因此现在只需单击ok 确认这个信息即可,如下图:注意:当你激活辐射模型后,Fluent会自动打开能量求解器,如下图:不用再 Define →Models→Energy⋯⋯3.设置流体粘性,由于模型中空气流速比较大,设成双方程模型:如下图:4.设置操作条件,此模型此有流体,属有重力情况, Define → Operating Conditions ,选中Gravity.Y 方向加速度设置为 -9.8m / s2,击确定。
OK设置工作温度,在后面要激活的Boussinesq model 要用到,(Boussinesq model:只考虑温度变化而忽略压强变化引起的密度变化叫做Boussinesq 假设)5.定义材料并设置其物理属性Define→Material ⋯⋯先定义空气物性,要定义成有浮力的,取Boussinesq选项。
Density=1.165 kg / m3,C p1005 j / kg kThermal Conductivity=0.0267 w / m k, Material Type: fluid ;Thermal Expansion Coefficient =0.0033 1 / k。
通过滚动条使先前面板中不可见的物性显示出来。
在Scattering Coefficient 和Scattering Phase Function中保持默认值,在要解决的问题中不涉及到散射问题;设定热扩散系数(用boussinesq 模型时)为 1e-5K -1 。
FLUENT中的辐射模型

1、FLUENT中需要考虑热辐射的情况(1)火焰辐射热传递(2)表面对表面的辐射加热或冷却(3)辐射、对流和导热耦合传热(4)HVAC应用中透过窗户的热辐射,以及汽车工业中车厢内的模拟(5)玻璃加工、玻璃纤维拉拔及陶瓷加工过程中的辐射2、FLUENT中的辐射模型主要有5种辐射模型:DTRM模型、P1模型、Rosseland模型、P1模型、S2S模型3、DTRM模型的优势及限制优势:(1)模型较为简单(2)可以通过增加射线数量来提高计算精度(3)可以用于光学深度非常广的情况下。
限制:(1)假定所有表面都是散射的。
意味着表面的入射辐射是关于入射角各向同性反射的。
(2)不包括散射效应。
(3)基于灰体辐射假定。
(4)对于大数目的射线问题,非常耗费CPU 时间。
(5)不能与非共形交界面或滑移网格同时使用。
(6)不能用于并行计算中。
4、P1模型的优势及限制优势:(1)辐射模型为一个扩散方程,求解需要较少的CPU时间。
(2)考虑了扩散效应。
(3)对于光学深度比较大(如燃烧应用中),P-1模型表现非常好。
(4)P-1模型使用曲线坐标很容易处理复杂几何限制:(1)假定所有的表面均为散射。
(2)基于灰体辐射假定。
(3)在光学深度很小时,可能会丧失精度。
(4)倾向于预测局部热源或接收器的辐射通量。
5、Rosseland辐射模型的优势及限制优势:相对于P-1模型,它不求解额外的关于入射辐射的传输方程,因此比P-1模型计算要快,且更节省内存。
限制:只能用于光学深度比较大的情况,推荐用于光学深度大于3的情况下;不能用于密度基求解器。
6、DO模型的优势及限制DO模型能够求解所有光学深度区间的辐射问题;能求解燃烧问题中的面对面辐射问题,内存和计算开销都比较适中。
DO模型能用于计算半透明介质辐射。
7、S2S辐射模型非常适用于封闭空间中没有介质的辐射问题(如航天器的排热系统、太阳能收集系统、辐射供热装置等)。
限制:(1)假定所有表面均为散射的。
fluent模拟设置

一、模型1、能量方程:开启能量方程2、湍流模型:选用Realizable k-ε湍流模型和标准壁面函数Standard Wall Fn3、辐射模型,采用离散坐标辐射(DO)模型模拟炉内辐射传热,并设置每进行两次迭代计算后更新一次辐射场,以加快计算收敛速度4、组分输运+涡耗散化学反应模型(ED),对于碳氢化合物燃烧系统,燃烧反应可能包含有上百个中间反应,其计算工作量大,不便于工程应用。
为满足工程问题的需要,目前常采用两步反应系统和四步反应系统。
本文中研究的是甲烷燃烧,选用EDM模拟由燃烧引起的传热传质,考虑两步反应,即:2CH+3O=2CO+4H O4222CO+O=2CO22按不可压缩理想气体性质确定气体密度,不考虑分子扩散和气体内部的导热影响,选用分段线性比定压热容。
二、混合物及其构成组分属性在化学反应模拟过程中,需要定义混合物的属性,也需要对其构成成分的属性进行定义。
重要的是在构成成分的属性设置前对混合物的属性进行定义,因为组分特性的输入可能取决于用户所使用的混合物数学定义方式。
对于属性输入,一般的顺序是先定义混合物组分、化学反应,并定义混合物的物理属性,然后定义混合物中组分的物理属性。
1、定义混合物中的组分2、定义化学反应3、定义混合物的物理属性4、定义混合物中组分的物理属性三、边界条件在仿真中需要设置每个组分的入口质量分数,另外在出口出现回流情况下,对于压力出口用户应该设置组分质量分数。
1、内/外环火孔出口为燃气与一次空气混合气入口,采用速度进口边界条件,重庆燃气的低热值为36.75MJ/m3,理论空气需要量为9.537m3/m3,实测燃气流量为0.42m3/h,实测一次空气系数为0.674,圆形火孔的总面积面积为453mm2,得到火孔出口流速大小为1.913m/s,速度方向垂直于边界。
混合气温度为288K,混合气体发射率,各组分体积分数:甲烷13.06%,氧气18.18%,其余为氮气。
(word完整版)FLUENT中的辐射模型

(word完整版)FLUENT中的辐射模型1、FLUENT中需要考虑热辐射的情况(1)火焰辐射热传递(2)表面对表面的辐射加热或冷却(3)辐射、对流和导热耦合传热(4)HVAC应用中透过窗户的热辐射,以及汽车工业中车厢内的模拟(5)玻璃加工、玻璃纤维拉拔及陶瓷加工过程中的辐射2、FLUENT中的辐射模型主要有5种辐射模型:DTRM模型、P1模型、Rosseland模型、P1模型、S2S模型3、DTRM模型的优势及限制优势:(1)模型较为简单(2)可以通过增加射线数量来提高计算精度(3)可以用于光学深度非常广的情况下。
限制:(1)假定所有表面都是散射的。
意味着表面的入射辐射是关于入射角各向同性反射的。
(2)不包括散射效应。
(3)基于灰体辐射假定。
(4)对于大数目的射线问题,非常耗费CPU时间。
(5)不能与非共形交界面或滑移网格同时使用。
(6)不能用于并行计算中.4、P1模型的优势及限制优势:(1)辐射模型为一个扩散方程,求解需要较少的CPU时间。
(2)考虑了扩散效应。
(3)对于光学深度比较大(如燃烧应用中),P-1模型表现非常好.(4)P—1模型使用曲线坐标很容易处理复杂几何限制:(1)假定所有的表面均为散射。
(2)基于灰体辐射假定。
(3)在光学深度很小时,可能会丧失精度。
(4)倾向于预测局部热源或接收器的辐射通量。
5、Rosseland辐射模型的优势及限制优势:相对于P—1模型,它不求解额外的关于入射辐射的传输方程,因此比P-1模型计算要快,且更节省内存.限制:只能用于光学深度比较大的情况,推荐用于光学深度大于3的情况下;不能用于密度基求解器.6、DO模型的优势及限制DO模型能够求解所有光学深度区间的辐射问题;能求解燃烧问题中的面对面辐射问题,内存和计算开销都比较适中。
DO模型能用于计算半透明介质辐射。
7、S2S辐射模型非常适用于封闭空间中没有介质的辐射问题(如航天器的排热系统、太阳能收集系统、辐射供热装置等)。
FLUENT中五种辐射模型的详细计算对比

图中一个边长为L=1m的正方形箱体,右墙温度2000K,左墙温度1000K,上下墙绝热,重力向下,由于热重力引起密度梯度所以发展为浮力流。
箱体中的介质被认为是具有吸收性和散射性的,因此墙壁间的辐射交换因存在吸收而减弱,同时因存在介质散射而增强。
自然对流分为三步进行,有两种设置方法。
第一步:设置工作条件(工作压力101325Pa、勾选重力加速度-6.9e-5(负号表示方向沿Y轴向下)、工作温度T f=(1000+2000)/2=1500K)。
第二步:对材料密度进行选择时有两种情况(1)选择idea-gas为理想气体模型,其密度满足理想气体状态方程,标准状态下P0=101325Pa、T0=15℃时,密度为理想气体标准密度为1.225kg/m3(2)选择Boussinesq为非理想气体,需要根据实际气体设置密度。
第三部:设置自然对流其它参数,比热C p=11030J/kg/K,热导率15.309W/m/K,粘度10-3m/s2,热膨胀系数1e-5K-1,吸收系数0、0.2、5m-1,散射系数目前不考虑。
一、网格划分建立边长为1的正方形,对面和边线进行命名。
全局面网格设置最大网格尺寸为0.2,表示网格最大边长为0.2,设置网格类型为四边形网格。
设置线网格尺寸时有三种类型,普通、动态、复制,生成规律则有很多种(BiGometric、Uniform、Geometric1、Geometric2等),这些生成规律涉及到线上起始点与终止点的关系,所以在由点生成线时,相互平行的线,生成应当方向一致(从上到下或从左到右),在生成线网格时的方向才会相同。
这里我们选用动态类型,生成规律为Biometric,每条边上节点数为50个,比例为1.2。
二、参数设置1.选择默认求解器Scale可以设定模型的单位,默认为m,可以比例缩小或放大。
求解器类型为基于压力变化、绝对速度、稳态、2D平面求解器。
2D Space选择为Axisymetric时,求解的是轴对称的圆柱坐标系统,注意ICEM中画图时,对称轴必须放置在X轴上。
Fluent辐射传热模型理论以及相关设置

Fluent辐射传热模型理论以及相关设置目录1概述 (2)2基础理论 (2)2.1专业术语解释: (2)2.2FLUENT辐射模型介绍: (3)2.3辐射模型适用范围总结 (4)3Fluent实际案例操作 (5)3.1Case1-测试external emissivity 使用DO模型计算-2D模型 (5)3.2Case2-测试internal emissivity-使用DO模型计算-2D模型 (6)3.3仿真结论 (10)1概述在传热的仿真中,有时候会不可避免的涉及到辐射传热,而我们对Fluent中辐射模型的了解甚少,很难得到可靠的计算结果。
因此,一直以来,Fluent中的带辐射的传热仿真是我们的一个难点,本专题重点来学习辐射模型的理论,让我们对辐射计算模型有一个深入的了解,以帮助我们攻克这个仿真难点。
2基础理论2.1专业术语解释:在Fluent中开启辐射模型时,流体介质以及固体壁面会出现一些专业的参数需要用户来设置。
在Fluent help中介绍辐射模型时会经常提到一些专业术语。
对这些专业参数以及术语,我们来一一解释:1、Optical thickness(光学深度,无量纲量):介质层不透明性的量度。
即介质吸收辐射的能力的量度,等于入射辐射强度与出射辐射强度之比。
设入射到吸收物质层的入射辐射强度为I ,透射的辐射强度为e,则T = I/e,其中T为光学深度。
按照此定义,那介质完全透明,对辐射不吸收、也不散射,透射的辐射强度e=入射辐射强度I,即光学深度为T=1,介质不参与辐射。
—摘自百度百科而FLUENT中T=αL,其中L为介质的特征长度,α为辐射削弱系数(可理解为介质因吸收和散射引起的光强削弱系数)。
如果T=0,说明介质不参与辐射,和百度百科中的定义有出入。
但是所表达的意思是接近的,一个是前后辐射量的比值;一个是变化量和入射辐射量的比值(根据Fluent help里的解释,经过介质的辐射损失量=I*T,个人理解,按照此定义,T不可能大于1啊,矛盾。
FLUENT中五种辐射模型的详细计算对比.

图中一个边长为L=1m的正方形箱体,右墙温度2000K,左墙温度1000K,上下墙绝热,重力向下,由于热重力引起密度梯度所以发展为浮力流。
箱体中的介质被认为是具有吸收性和散射性的,因此墙壁间的辐射交换因存在吸收而减弱,同时因存在介质散射而增强。
自然对流分为三步进行,有两种设置方法。
第一步:设置工作条件(工作压力101325Pa、勾选重力加速度-6.9e-5(负号表示方向沿Y轴向下)、工作温度T f=(1000+2000)/2=1500K)。
第二步:对材料密度进行选择时有两种情况(1)选择idea-gas为理想气体模型,其密度满足理想气体状态方程,标准状态下P0=101325Pa、T0=15℃时,密度为理想气体标准密度为1.225kg/m3(2)选择Boussinesq为非理想气体,需要根据实际气体设置密度。
第三部:设置自然对流其它参数,比热C p=11030J/kg/K,热导率15.309W/m/K,粘度10-3m/s2,热膨胀系数1e-5K-1,吸收系数0、0.2、5m-1,散射系数目前不考虑。
一、网格划分建立边长为1的正方形,对面和边线进行命名。
全局面网格设置最大网格尺寸为0.2,表示网格最大边长为0.2,设置网格类型为四边形网格。
设置线网格尺寸时有三种类型,普通、动态、复制,生成规律则有很多种(BiGometric、Uniform、Geometric1、Geometric2等),这些生成规律涉及到线上起始点与终止点的关系,所以在由点生成线时,相互平行的线,生成应当方向一致(从上到下或从左到右),在生成线网格时的方向才会相同。
这里我们选用动态类型,生成规律为Biometric,每条边上节点数为50个,比例为1.2。
二、参数设置1.选择默认求解器Scale可以设定模型的单位,默认为m,可以比例缩小或放大。
求解器类型为基于压力变化、绝对速度、稳态、2D平面求解器。
2D Space选择为Axisymetric时,求解的是轴对称的圆柱坐标系统,注意ICEM中画图时,对称轴必须放置在X轴上。
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Fluent辐射传热模型理论以及相关设置欧阳光明(2021.03.07)目录1概述22基础理论22.1专业术语解释:22.2FLUENT辐射模型介绍:22.3辐射模型适用范围总结23Fluent实际案例操作23.1Case1-测试external emissivity 使用DO模型计算-2D模型23.2Case2-测试internal emissivity-使用DO模型计算-2D模型23.3仿真结论21概述在传热的仿真中,有时候会不可避免的涉及到辐射传热,而我们对Fluent中辐射模型的了解甚少,很难得到可靠的计算结果。
因此,一直以来,Fluent中的带辐射的传热仿真是我们的一个难点,本专题重点来学习辐射模型的理论,让我们对辐射计算模型有一个深入的了解,以帮助我们攻克这个仿真难点。
2基础理论2.1专业术语解释:在Fluent中开启辐射模型时,流体介质以及固体壁面会出现一些专业的参数需要用户来设置。
在Fluent help中介绍辐射模型时会经常提到一些专业术语。
对这些专业参数以及术语,我们来一一解释:1、Optical thickness(光学深度,无量纲量):介质层不透明性的量度。
即介质吸收辐射的能力的量度,等于入射辐射强度与出射辐射强度之比。
设入射到吸收物质层的入射辐射强度为 I ,透射的辐射强度为 e,则 T = I/e,其中T为光学深度。
按照此定义,那介质完全透明,对辐射不吸收、也不散射,透射的辐射强度e=入射辐射强度I,即光学深度为T=1,介质不参与辐射。
—摘自百度百科而FLUENT中T=αL,其中L为介质的特征长度,α为辐射削弱系数(可理解为介质因吸收和散射引起的光强削弱系数)。
如果T=0,说明介质不参与辐射,和百度百科中的定义有出入。
但是所表达的意思是接近的,一个是前后辐射量的比值;一个是变化量和入射辐射量的比值(根据Fluent help里的解释,经过介质的辐射损失量=I*T,个人理解,按照此定义,T不可能大于1啊,矛盾。
// Theory Guide :: 0 // 5. Heat Transfer // 5.3. Modeling Radiation // 5.3.2. Radiative Transfer Equation)。
该问题的解释为:其实一点也不矛盾,如果Optical thickness =1,就说明辐射在经过一定特征长度L的介质后被完全吸收。
如果>1,就说明辐射根本穿透不了特征长度L的介质,而被早早吸收完了。
打个比方,Optical thickness=10,说明辐射在经过L/10距离后已经被吸收(或散射)完。
其中α=αA+αS;2、Absorption Coefficient(αA吸收系数,单位1/m,见图2-1):因为介质吸收而导致的辐射强度在经过每单位长度介质后改变的量。
空气作为流体介质时,一般不吸收热辐射,该系数可近视设为0。
而当气体中水蒸气和CO2含量较高时,那对辐射的系数就不能忽略了。
3、Scattering Coefficient(αS散射系数,单位1/m):因为介质散射而导致的辐射强度在经过每单位长度介质后改变的量。
空气作为流体介质时,一般情况下,该系数可近视设为0。
对于含颗粒物的流体,散射作用不容忽视。
4、Refractive Index(折射系数,无量纲量):介质中的光速和真空中的光速之比。
如是空气,可近视设为1(默认值)。
一般对于具有方向性的辐射源问题,比如LED发光或激光等光学传热问题,辐射在经过水以及玻璃等透明介质时,需要设置该参数。
一般情况,热辐射在计算域中是往各个方向辐射的,各项同性,没有方向性,该参数设为1即可。
图2-1 介质的辐射相关参数设置5、Diffuse Reflection(漫反射):辐射到不透明固体表面的能量,一部分被固体吸收,另一部分被反射,其中反射分为镜面反射和漫反射。
6、Specular Reflection(镜面反射):7、Internal Emissivity(内部发射率):处于计算域中的couple wall,solid和fluid zone 或者solid和solid zone 或者 fluid和fluid zone 之间的辐射率。
8、External Emissivity(外部发射率):处于计算边界上wall,外部环境和wall之间的辐射率。
对于基于灰体辐射假设的计算,灰体辐射率不随波长变化,灰体辐射率=吸收率;9、Theta Division and Phi Division:设置为2,可作为初步估算;为了得到更为准确的结果,最少设置成3,甚至为5,Fluent13.0默认值为4。
10、Theta Pixels and Phi Pixels:对于灰体辐射,默认值1*1足够了;但是对于涉及到对称面、周期性边界、镜面反射、半透明边界时,需设置为3*3;2.2FLUENT辐射模型介绍:Fluent中有五种辐射计算模型,各个模型的使用范围以及其优缺点分别为:1、DTRM模型:优势:模型相对简单,可以通过增加射线数量来提高计算精度,适用于光学深度范围非常广的各种辐射问题。
限制:1)模型假设所有面都是漫反射,意味着辐射的反射相对于入射角是各项同性的,无镜面反射。
2)忽略散射作用。
3)灰体辐射假设。
4)使用大数目射线求解问题,非常耗费CPU资源。
5)和非一致网格(non-conformal interface)、滑移网格(sliding mesh)不能一起使用,不能用并行计算。
2、P1模型;:优势:相比DTRM模型,P1模型耗费自己资源更少,并且考虑了散射作用;对于光学深度较大的燃烧模型,P1模型更稳定。
P1模型使用曲线中uobiao比较容易处理复杂几何的辐射问题。
限制:1)假设所有面都是漫反射,和DTRM相同。
2)使用与灰体和非灰体辐射问题。
3)如果光学深度很小时,模型计算精度取决于几何的复杂性。
4)对于局部热源以及散热片问题,该模型会夸大辐射传热量。
3、Rossland模型:优势:相对P1模型。
它不求解额外的关于入射辐射的传输方程,因此比P1模型耗资源要少。
限制:只能用于光学深度比较大的情况,推荐用于光学深度大于3的情况;不能用于密度求解器,只能用于压力求解器。
4、Surface-to-Surface(S2S)辐射模型;优势:非常适用于封闭空间中没有介质的辐射问题,(如航天器、太阳能搜集系统、辐射供热装置等);限制:1)所有面都是漫反射。
2)灰体辐射假设。
3)在表面增加时,耗费计算资源大幅增加。
4)不能用于介质参与的辐射问题(participating radiation)。
5)不能和周期性边界、对称边界、非一致网格交界面、网格自适应一起使用。
5、DO模型优势:适用于所有光学深度范围的辐射问题;既能求解S2S的无介质封闭区域问题,也能求解介质参与的辐射问题。
适用于灰体、非灰体、漫反射、镜面反射以及半透明介质的辐射。
2.3辐射模型适用范围总结DTRM和DO模型几乎可适用于所有光学深度问题,相比之下,DO模型的范围更广。
光学深度>1,可用P1和Rossland模型;而>3时,Rossland模型比较合适。
对于光学深度<1的问题,只能用DTRM和DO模型。
S2S适用于光学深度为0的问题,即流体介质不参与辐射的问题。
总结:一般关于空气对流辐射的问题,属于光学深度=0的问题,因此可使用DTRM、S2S、DO模型,在ICEPAK解决辐射问题就有这三个模型的选项(在13.0版本中才加入DTRM和DO模型)。
3Fluent实际案例操作从简单的2D case入手,在实际操作中真正搞清楚 emissivity 和 absorption coefficient的含义,以及Fluent中 solid和fluid zone之间的辐射传热机理。
3.1Case1-测试external emissivity使用DO模型计算-2D模型2D模型,直径2m,external radiation temperature 400K,圆形为solid,恒温300K图3-1 温度场分布图图3-2 辐射换热设置设置external emissivity 1,计算出外界对wall辐射传热功率为6230.3188W,根据理论公式计算:Pra=5.67e-8*1*3.14*2*(400^4-300^4)=6231W。
仿真结果和理论计算非常接近。
将external emissivity 设成0.5,计算出辐射传热功率为3114.6W。
改变internal emissivity的值,计算值不变。
从以上仿真结果可知:1、2.1小结的第八点external emissivity的解释是正确的,辐射传热基于灰体假设,辐射系数等于吸收系数。
3.2Case2-测试internal emissivity-使用DO模型计算-2D模型1)Solid(Al)-solid(Steel)-solid(Al)-caseInternal emissivityExternal emissivity图3-3 从里到外Solid(Al)-solid(Steel)-solid(Al)i)Internal solid Fix temperature=400℃,external radiation temperature=300,external emissivtiy=1;internalemissivtiy=1:图3-4温度分布以及换热量ii)internal emissivtiy=0:图3-5温度分布以及换热量从图4、5可知,上下两张图的温度分布非常相近,上图中温度稍高,而zone之间的换热量存在差异,将internal emissivity改为0,代表两个不同材料的zone之间辐射传热量为零,因此总传热量从5555W降低至5055W。
可知,Fluent中认为紧密相连的两个solid zone (存在couple wall)之间是存在辐射传热的(也可设置为无辐射传热),相当于实际情况中的两个物体的接触面,只不过在Fluent中未设置接触热阻。
总结:实际情况中有接触热阻,有辐射传热;Fluent中无接触热阻,有辐射传热。
用Fluent一般不进行涉及接触热阻细节的仿真。
2)Solid(Al)-fluid(air)-solid(Al),no gravity-casei),external emissivtiy=1;internal emissivtiy=1,fluid的absorption coefficient=0;图3-6 温度分布以及换热量中心400K的solid往external solid的辐射传热功率为:Pra=5.67e-8*1*3.14*1*(400^4-335^)=2315W,和fluentreprot值2333W(包含了空气热传导的功率)比较接近;ii)internalemissivtiy=0,fluid的absorption coefficient=0;图3-7 温度分布以及换热量将internal emissivtiy=0后,传热功率下降为21W,说明无辐射换热时,仅靠空气导热的传热功率非常小。