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利用CFX计算同心圆管内自然对流
CFD之道
4年前
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本案例演示利用CFX计算同心圆管内自然对流。
注:本案例数据来自ANSYS CFD验证案例VMFL009。
1 问题描述
参考文献
:T.H. Kuehn, R.J. Goldstein, “An Experimental Study of Natural Convection Heat Transfer in Concentric and Eccentric Horizontal Cylindrical Annuli”, Journal of Heat Transfer, Vol 100, pp. 635-640, 1978.
案例几何如图所示。两个同心圆管,其中内管半径17.8 mm,温度373K,外管半径46.25 mm,温度327 K。
两管道间的环形空间内介质粘度2.081e-5 kg/m-s,比热1008 J/kg-K,热传导系数0.02967 W/m-K,密度考虑为理想气体。研究管道竖直轴线上速度分布(图中的Top与Bottom)
2 CFX设置
启动CFX,如下图所示设置
Work Directory
,点击按钮
CFX-Pre
启动CFX
点击工具栏按钮
New Case
打开设置对话框,选择
General
项,点击按钮
OK
新建Case
2.1 导入计算网格
选择菜单
Edit → Options…
打开设置对话框
选择菜单
File → Import → Mesh…
打开文件选择对话框
如下图所示选择网格文件
EX06.cas
,点击
OK
按钮导入网格文件
导入模型如图所示。
2.2 材料编辑
双击模型树节点
Air Ideal Gas
打开材料属性编辑面板
如下图所示修改材料参数
2.3 计算区域设置
鼠标双击模型树节点
Default Domain
打开区域设置面板
进入
Basic Settings
标签页,如下图所示设置
Material
为
Air Ideal Gas
,并指定重力加速度为
Y轴负方向
进入
Fluid Models
标签页,设置
Heat Transfer Option
为
Thermal Energy
,指定湍流模型为
None(Laminar)
,点击
OK
按钮关闭面板
2.7 边界条件设置
1、对称边界
如下图所示插入边界
指定边界名称为
sym
设置对称边界的位置,如下图所示
2、边界InWall
创建壁面边界
InWall
,指定其位置,如下图所示
-
3、outwall
创建边界
outwall
,如下图所示指定其类型及位置
-
4、botSym
创建对称边界
botsym
,如下图所示
5、topSym
相同方式创建对称边界
topsym
,如下图所示
2.8 设置求解控制参数
鼠标双击模型树节点
Solver Control
弹出参数设置面板
指定最小迭代次数
1
,最大迭代次数为
250
,如下图所示
2.9 求解计算
点击工具栏按钮
Define Run
软件会自动打开求解管理器。
2.10 求解计算
如下图所示设置并行计算参数,指定CPU数量,点击按钮
Start Run
开始求解计算
计算完毕后如下图所示,选中选项
Post-Process Results
,点击
OK
按钮打开CFD-Post进行后处理
3 计算结果
温度分布如图所示
经过对称处理后的温度分布如图所示
选择菜单项
Insert → Location → Polyline
打开设置面板,如下图所示创建多段线
Polyline1
显示线上温度分布,并与实验值进行比较,如下图所示
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首次发布时间:2019-12-23
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