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FLUENT波纹管内传热流动模拟

内容纲要

本教程演示了波纹管内固体域与流体域之间的流动传热问题模拟。

 1     启动Workbench并建立分析项目 

(1)在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令,启动Workbench 19.2,进入ANSYS Workbench 19.2界面。

(2)双击主界面Toolbox(工具箱)中的Analysis systems→Fluid Flow(Fluent)选项,即可在项目管理区创建分析项目A。

 2     导入几何体 

(1)在A2栏的Geometry上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令,此时会弹出“打开”对话框。

(2)在弹出的“打开”对话框中选择文件路径,导入几何体文件。

 3     划分网格 

(1)双击A3栏Mesh项,进入Meshing界面,在该界面下进行模型的网格划分。

(2)右键选择流体域进出口边界,在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection,弹出Selection Name对话框,输入名称inlet和outlet,单击OK按钮确认。

(3)右键选择固体域的内壁面和内壁面上的凸点,在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection,弹出Selection Name对话框,输入名称pipewall和dimpled_potrusions,单击OK按钮确认。

(4)右键单击模型树中Mesh选项,选择快捷菜单中的Generate Mesh选项,开始生成网格。

(5)网格划分完成以后,单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

(6)执行主菜单File→Close Meshing命令,退出网格划分界面,返回到Workbench主界面。

(7)右键单击Workbench界面中A3 Mesh项,选择快捷菜单中的Update项,完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

 4     定义模型 

(1)双击A4栏Setup项,打开Fluent Launcher对话框,单击OK按钮进入FLUENT界面。

(2)单击命令结构树中General按钮,弹出General(总体模型设定)面板。在SolverTime中选择Steady,勾选Gravity,在Y中填入-9.81m/s2。

(3)在模型设定面板Models中双击Energy按钮,弹出Energy(能量模型)对话框,勾选Energy Equation,单击OK按钮确认并关闭对话框。

 5     设置材料 

(1)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water liquid单击Copy按钮确认。

(2)同(1),选择固体材料铁。

 6     设置操作条件 

(1)单击主菜单中Setting Up Physics→Zones→Cell Zone Conditions面板。设置管道材料为铁,内部流体材料为水。

 7     边界条件 

(1)单击主菜单中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

(2)在边界条件面板中,双击设置inlet,Velocity Magnitude填入0.001,单击OK按钮确认退出。

(3)在边界条件面板中,双击设置dimple_potrusions,在Thermal选项卡中,Thermal Conditions选择Temperature,Temperature输入320,Material Name选择steel,单击OK按钮确认退出。dimple_potrusions-shadow设置同dimple_potrusions。

(4)在边界条件面板中,双击设置pipewall,在Thermal选项卡中,Thermal Conditions选择Coupled,Material Name选择steel,单击OK按钮确认退出。pipewall-shadow设置同pipewall。

(5)在边界条件面板中,双击设置wall-pipe,在Thermal选项卡中,Thermal Conditions选择via System Coupling,Material Name选择steel,单击OK按钮确认退出。

 8     初始条件 

(1)单击主菜单中Solve→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。

 9     计算求解 

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

在Number of Time Steps中输入200,单击Calculate开始计算。

 10     结果后处理 

(1)双击C4栏Results项,进入CFD-Post界面。

(2)单击任务栏中 (云图)按钮,弹出Insert Contour(创建云图)对话框。输入云图名称为“Temp”,单击OK按钮进入云图设定面板。

(3)在Geometry(几何)选项卡中Locations选择dimpled_potrusions和pipewall,Variable选择Temperature,单击Apply按钮创建速度云图。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊

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文章名称:《FLUENT波纹管内传热流动模拟》
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