CFD|了解什么是热边界层
热传导：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动产生的热能传递称为热传导。热传导可发生在固体和流体内部，或者物体与物体之间。
热对流：由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。需要说明的是，热对流仅发生在流体中，且热对流必然包含热传导。一般工程上感兴趣的并不是热对流本身，而是流体流过物体表面时，流体与物体表面间的热量传递过程，称为对流传热。
热辐射：物体通过电磁波来传递热量的方式称为辐射。物体会因为各种原因发出辐射能，其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
目的：
求解流动过程中的温度分布，CFD传热通常包含流动，即流动传热问题
基本求解物理量：温度、温度梯度
衍生物理量：热对流系数
时间相关：稳态、瞬态
可压缩性：可压缩流体、不可压缩流体
空间相关：内流场、外流场
流型相关：层流、湍流
热边界层
当流体流过温度不同的物体表面时，在靠近物体表面的一个薄薄区域内，流体的温度从物体表面温度逐渐变化到流体主流温度，这个区域就叫做热边界层。比如，在工业生产中，冷却液流过高温的机械零件表面，冷却液在紧贴零件表面的位置温度会比较高，接近零件的温度，而随着距离零件表面越来越远，冷却液的温度逐渐降低，当达到一定距离后，温度就基本保持在一个相对稳定的主流温度，这个温度变化显著的薄层就是热边界层。
热边界层的形成是由于流体与固体壁面之间存在温度差，从而引发了热传导和对流换热的过程。热传导是流体分子间直接的热量传递，而对流换热则是流体微团的宏观运动所引起的热量传递。当流体流过物体表面时，靠近物体表面的流体分子受到热传导的作用，温度发生变化，同时流体的流动又使得热量通过对流换热的方式向周围传播，这样就在物体表面附近形成了热边界层。就如同在冬天，当较冷的空气流过温暖的地面时，靠近地面的空气温度会逐渐升高，形成热边界层。
热边界层的厚度也是一个重要的概念。热边界层的厚度通常定义为从物体表面算起，流体的温度达到主流温度的 99% 处的距离。热边界层的厚度会随着流动方向的延伸而逐渐增加，这主要是因为流体在流动过程中不断地与物体表面进行热量交换，使得温度变化的区域不断向外扩展。而且热边界层的厚度还会受到流体的物理性质、流动速度、物体表面温度分布等诸多因素的影响。例如，流动速度越大，在相同的时间内，流体分子之间的热量传递和对流换热越充分，热边界层的厚度可能就会相应地减小；而如果物体表面温度变化比较复杂，比如存在温度梯度较大的区域，热边界层的厚度也会随之发生变化。
与边界层区别
与粘性流动一样，传热也有边界层，称为热边界层，热边界层是传热学中的概念，主要用于描述由于热传导和对流作用而产生的温度变化区域。与边界层的本质区别在于关注的物理量不同：边界层关注速度，热边界层关注温度
热边界层是与边界层密切相关的概念。当流体与物体之间存在温度差时，在靠近物体表面处，流体的温度会受到物体温度的影响，并且随着距离物体表面越远，流体的温度逐渐趋近于外部主流流体的温度。热边界层就是指这个温度梯度比较显著的区域。
壁面定律 (Law of the Wall)：
描述近壁面区域流体速度或温度分布与壁面距离之间无量纲关系的经验或半经验公式。最初源于速度分布的研究，后推广到温度分布。
midas NFX CFD热边界层使用以下公式
壁面定律表示无量纲温度
和无量纲壁面距离
之间的关系
：壁面/流体温度
：壁面热通量k： 湍流动能
：层流/湍流Prandtl数
：卡门常数
P 由Prandtl数确定，如下所示：
是的临界值，其中和之间的关系从线性变为对数，由Prandtl数决定。由于无量纲温度也与壁和流体之间的温差有关，作为进入流体的热通量，可以理解的是，壁附近存在一个边界层，其传热系数定义如下：
如果湍流分析与传热分析同时进行，则可以根据壁距反映热边界层效应。热边界层效应会自动应用于与壁相邻的单元，为了进行严格的分析，它也可以被定义为流体和固体之间的接触条件
热边界层在实际工程中有广泛的应用。在航空航天领域，飞机机翼在飞行过程中，与周围空气存在温度差，热边界层会影响机翼表面的热传递情况，进而影响机翼的受热状况以及飞行性能等。在电子设备散热方面，冷却介质流过电子芯片等发热元件表面时，热边界层的特性决定了热量从芯片传递到冷却介质的效率，这对于设计高效的散热系统至关重要，能够保证电子设备的稳定运行，防止因过热而损坏。
