流體demo高溫輻射與自然對流分析

算例來源：書籍算例制作：劉琦算例校核：關(guān)鍵詞：輻射，自然對流高溫輻射與自然對流分析目錄由于流體內(nèi)部存在著溫度差，使得各部分流體的密度不同，溫度高的流體密度小，必然上升;溫度低的流體密度大，必然下降，從而引起流體內(nèi)部的流動為自然對流。這種沒有外部機(jī)械力的作用，僅僅靠流體內(nèi)部溫度差，而使流體流動從而產(chǎn)生的傳熱現(xiàn)象，稱為自然對流傳熱。輻射是電磁波傳遞能量的現(xiàn)象。熱輻射是由熱運(yùn)動產(chǎn)生的電磁波輻射，是一種以電磁波形式傳遞熱量的傳熱方式。輻射換熱是高溫條件下?lián)Q熱的主要機(jī)制。利用Fluent軟件仿真分析高溫輻射與自然對流換熱的熱流場分布，有利于工程師開發(fā)出性能優(yōu)異的新型換熱設(shè)備。一、摘要目錄本案例所模擬的是高溫條件下邊長為1

m的

正方形容器中的輻射換熱與自然對流。右圖是

模型示意圖，正方形容器右側(cè)壁面溫度為2000K，左側(cè)壁面溫度為1000

K，上下壁面均為絕熱。為

了獲得所期望的普朗特?cái)?shù)、瑞麗數(shù)和普朗克數(shù)，對流體介質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。模型示意圖二、物理模型介紹圓管目錄三、前處理本案例在ICEM

CFD中建立該二維模型，并劃分網(wǎng)格。正方形區(qū)域的左右上下壁面分別命名為left、right、top、bottom。將ICEM

CFD劃分完成的網(wǎng)格導(dǎo)出，如下圖所示，存為square.msh文件。網(wǎng)格示意圖1、啟動Fluent。雙擊Fluent，將Dimension修改為2D，如下圖所示。四、求解設(shè)置Fluent啟動界面2、模型設(shè)置。打開模型樹中的【Model】→【Energy】，勾選上能量方程，其余保持默認(rèn)，設(shè)置如下左圖所示。勾選上Gravity，Y方向的重力加速度設(shè)置為-

6.96e-5m/s2，如下右圖所示。如圖7所示，點(diǎn)擊【Radiation】，選擇

Rosseland輻射模型。將operating

temperature設(shè)置為1000

K。四、求解設(shè)置3、添加材料。雙擊模型樹中的【Materials】,按照下圖依次進(jìn)行操作。雙擊

air材料，為了考慮溫度對空氣密度的影響，選擇Boussinesq假設(shè)。四、求解設(shè)置材料添加4、邊界條件設(shè)置。雙擊【Boundary

Conditions】，編輯【Zone】中的left，Thermal選項(xiàng)卡下，將溫度設(shè)置為1000

K，其余保持默認(rèn)，如下左圖所示，單擊OK。繼續(xù)編輯【Zone】中的right邊界，在Thermal選項(xiàng)卡下，如下右圖所示，將溫度值設(shè)置為2000

K，單擊OK。四、求解設(shè)置5、求解方法設(shè)置。雙擊【Solution

Methods】，具體設(shè)置如下圖所示。四、求解設(shè)置求解方法設(shè)置6、流暢初始化。雙擊【Initialization】，如下圖所示。四、求解設(shè)置流場初始化7、求解。雙擊【Run

Calculation】，設(shè)置Number

of

Iterations為500步，單擊Calculate，開始計(jì)算，如下左圖所示。殘差曲線如下右圖所示。四、求解設(shè)置目錄1、啟動Results模塊。單擊【File】，展開Fluent后處理選項(xiàng)卡，如下圖所示。五、后處理Fluent后處理模塊2、顯示速度矢量分布。雙擊【Vectors】，點(diǎn)擊Save/Display,如下圖所示。從而創(chuàng)建了一個名為vector-1的速度矢量圖，如右圖所示。五、后處理3、流線等值線顯示。雙擊【Contours】，選擇velocity，復(fù)選框中選擇stream

function，點(diǎn)擊Save/Display,如下圖所示。從而創(chuàng)建了一個名為contour-2的流線等值線分布圖，如右圖所示。五、后處理4、溫度分布顯示。雙擊【Contours】，選擇temperatu