Fluent 入门验证案例 | 半无限平板瞬态热传导

本案例为入门案例，对厚铜板中的非稳态热传导进行建模。最初（在 t = 0 时）板处于 293 K 的均匀温度。它突然暴露在一个表面的热传递中，恒定热通量为 3 X 105 W/m2。考虑 2 分钟后的温度分布以进行验证。本案例利用Fluent中的能量方程，进行仿真计算。并对壁面进行监测，与文献的计算结果进行比较，实现对仿真计算准确性的验证。适合fluent初学者练手使用。

1 workbench 设置  

本案例具体设置如下图： 

2 SCDM 设置  

2.1 导入几何 

本案例的模型十分简单，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，并划分相对应的边界层网格。具体的网格划分如下图所示：

网格划分示意图

3 FLUENT 设置  

3.1 General设置与网格导入 

首先导入网格，然后勾选为瞬态计算，并选择压力基求解器。

通用设置示意图

3.2 材料设置  

依据相关文献中数据，对材料进行设置，首先将计算域设置为固体，然后添加固体材料copper，密度为8995.67kg/m^3，比热为381，热导为401，相关设置如下如所示：  

3.3 模型设置  

由于是固体传热的仿真计算，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：  

模型设置示意图

3.4 边界条件设置

本案例只有壁面，具体设置如下图： 

3.5 初始化设置    

 然后进行标准初始化设置，具体设置如下图： 

4  计算设置  

  由于是对2min后的温度分布状态进行仿真计算，因此此处进行的计算设置如下：  

运行计算设置示意图

5 后处理结果  

5.1 后处理结果  

对半无限平板瞬态热传导的计算结果进行可视化处理，温度可视化结果如下图所示： 

温度可视化云图

壁面温度仿真计算结果如下图所示，可以发现结果为392.94K，与Fluent官方案例的结果一致：