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传热计算中的边界条件详解

3月前浏览5203
对于数值模拟计算,建立好相应的求解控制方程,影响计算结果的一个重要因素就是合理准确的边界条件。在传热学计算中,存在三类边界条件:

(1)第一类边界条件:规定了物体边界上的温度值,即给的一个固定的温度值,该温度值即可以是恒定的,也可以是随时间或空间变化的值。

(2)第二类边界条件:规定了物体边界上的热流密度(也称之为热通量)。

(3)第三类边界条件:规定了物体边界与周围流体间的表面传热系数和周围流体的温度,该边界中最难以确定是换热系数,目前用户可以通过估算法或使用fluent软件进行计算获得边界上的传热系数。

数值传热学建模和简化过程中,会用到全部三种边界条件

第一类边界条件:壁面一侧热容无限大(如大气),壁面一侧的h足够大,壁面一侧是相变传热(如蒸发制冷循环的冷凝侧换热器的相变区)

第二类边界条件:半无限大传热如地埋管换热器与大地之间的传热、直埋供热管道与大地之间的传热,建筑环境方面的测试(定热流密度法)

第三类边界条件:壁面表面的对流传热+固体内部的热传导,常见于宏观的建筑环境计算。

对于ANSYS软件中的结构传热模块和Fluent软件,都支持以上三种边界条件。下图给出了结构传热模块对应的三种边界条件选项。

下图给出了Fluent软件中,壁面的热边界设置面板和对应支持三类热边界的选项。

此外,ANSYS软件除了支持这三类边界还为了满足工程需求,也支持更加复杂的热边界条件,例如非均匀的热分布边界条件。
来源:ANSYS空间
Fluent建筑控制ANSYS管道
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首次发布时间:2024-03-04
最近编辑:3月前
张老师
硕士 | CAE工程师 签名征集中
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