FLUENT射流冷却模拟

冲击射流广泛应用于燃气轮机和金属淬火等领域。电子工业采用冷空气射流冲击高功率处理器和芯片进行热管理。一种冲击冷却系统，包括高速流体射流冲击热靶表面。流体射流从热表面吸收热能，从而增强热传递。在这个过程中，热能通过强制对流从热表面传输到流体中，从而提高流体的温度。在这种冷却应用中使用了几种流体，如空气和水。在这个例子中，我们将通过模拟轴对称空气射流冲击热圆柱基座来说明冷却过程。

 1   启动FLUENT并导入网格 
（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2021 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，启动Fluent 2021 R1。

（2）单击主菜单中File→Read→Mesh命令，导入.msh网格文件。

 2    定义模型 

单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板，在Solver中Time选择Steady，进行稳态计算，2D Space选择Axisymmetric。

 3   激活能量方程

在模型设定面板Models中勾选Energy。

 4   设置材料 

单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框，选择steel，单击Copy按钮确认。

 5   设置计算域
（1）单击主菜单中Physics→Zones→Cell Zones按钮启动的计算域面板。

（2）双击pipe弹出计算域设置对话框。Material Name选择为steel。

 6   设置边界条件 

（1）在边界条件面板中，双击inlet弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入7。

在Thermal选项卡中，Temperature设置为293，单击OK按钮确认退出。

（2）双击opening1弹出边界条件设置对话框。在Thermal选项卡中，Backflow Total Temperature输入293，单击OK按钮确认退出。

（3）双击设置opening2同步骤（2）。

（4）双击bottomwall弹出边界条件设置对话框。在Thermal选项卡中，Thermal conditions选择Temperature，Temperature输入315，单击OK按钮确认退出。

（5）双击设置cylinderwall同步骤（4）。

 7   初始条件 
单击主菜单中Solution→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Hybrid Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

 8 计算求解 

单击主菜单中Solving→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Number of Iterations中输入5000，单击Calculate开始计算。

 9    结果后处理 
（1）进入CFD-Post界面。

（2）显示云图。