Fluent入门验证案例 | 台阶流动换热仿真(一)

CFD仿真库

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本案例为入门案例，主要是进行后向台阶湍流传热仿真教学。该案例中，对台阶换热进行仿真计算。对努塞尔数在壁面上的分布进行监测，这些值用于与仿真结果进行比较。实现对计算结果准确性的验证。适合刚接触fluent软件的读者练手实用。

1 workbench 设置

本案例具体设置如下图：

2 SCDM 设置

2.1 导入几何

本案例是有后向台阶构成，台阶高为1200mm，速度进口与压力出口边界，其余皆为壁面边界条件，wall heat为热源壁面。具体的几何模型与边界条件如下所示：

2.2 网格设置

采用SCDM进行网格划分，采用四边形网格划分。具体的网格划分如下图所示：

3 FLUENT 设置

3.1 General设置与网格导入

首先导入网格，然后勾选稳态计算，具体设置如下图所示。

3.2 模型设置

此处选择ke模型进行相关计算，并打开能量模型，具体设置如下图所示：

3.3 材料设置

此处对材料进行设置，依据相关文献，密度设置为1kg/m^3，粘度为0.0001，比热容为1000，热导率为1.408，具体设置如下图所示：

3.4 边界条件设置

首先将prof文件导入，具体设置如下图所示：

此处首先对速度入口进行设置，选择prof文件作为速度输入值，具体设置如下图：

对热源边界进行设置，选择热通量，其值为1000，具体设置如下图：

3.5 初始化设置

首先进行标准初始化设置，具体设置如下图：

3.6 计算设置

此处进行的计算设置如下：

4 后处理结果

4.1 后处理结果

对后向台阶流动换热的计算结果进行可视化处理，速度结果如下图所示：

对努塞尔数的监测值如下图所示，可以发现与相关案例的计算结果基本一致：

来源：CFD仿真库

Fluent入门验证案例 | 90° T型管流量仿真(一)

这个试验的目的是比较在一个分岔的三叉路口的分数流动的预测与实验结果。流体通过底部分支进入并分成两个通道，两个通道的出口平面保持在相同的静压下。本案例利用Fluent中的层流模型，设置进行仿真计算。1workbench设置本案例具体设置如下图：2SCDM设置2.1导入几何本案例的管道模型十分简单，采用二维模型进行相关计算，具体的模型参数如下图所示：2.2网格设置采用SCDM进行网格划分，采用四边形网格划分。具体的网格划分如下图所示：3FLUENT设置3.1General设置与网格导入首先导入网格，然后勾选为稳态计算，并选择压力基求解器。并选择平面选项。3.2模型设置由于T型管的仿真计算，因此本案例所选用的模型为层流模型，相关设置如下如所示：3.3材料设置依据相关文献中尔等数据，对材料进行设置，密度为1kg/m^3，粘度为0.0033333，相关设置如下如所示：3.4边界条件设置首先将prof文件导入，具体导入操作如下：然后对进口边界进行设置，选择速度边界入口，将prof中的速度文件导入，具体设置如下图所示;3.5初始化设置进行标准初始化设置，具体设置如下图：3.6计算设置此处进行的计算设置如下：4后处理结果4.1后处理结果对T型管的管内流体计算结果进行可视化处理，管内速度结果如下图所示，可以发现速度在横放的管道处很小，因此此处的质量流量也不会很大：对T型管道的两个出口进行检测，可以发现一个为0.0759，一个为0.5940，outlet2的质量流量占比为88.7%。通过与相关文献的对比，该结果基本吻合。来源：CFD仿真库