求助：Fluent能做物体在太阳辐射条件下的温度场模拟吗？

xrs333

原帖由 uesoft 于 2011-3-17 08:48 发表

                               
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看看，这就是Fluent的威力，不学流体力学也能用CFD软件，软件就应该达到这样的成熟程度。
我个人认为各种专业仿真软件中，Matlab在控制仿真、ANSYS在固体力学、Fluent在流体力学的地位，正如Windows在操作系统的 ...

不行啊，u老兄。不学流体力学是不行的啊！！！这个问题，传热学也要懂，至少要能正确理解热量传递的基本知识。搞工程，也要物理概念和基本理论清楚，这些都在各门学科里面。不排除有人高中毕业通过实干加悟性就可以做很好的工程师，或者搞研究，但是大多数人还是要在大学里学好最主要的课程。大学里每个专业都有几门看家的课程，是做技术工作的饭碗，流体力学和传热学对于几个专业来说就是这样的课程，甚至对于毕业以后当个小官也是有用的。有的人一辈子弄不明白他所从事业务工作下面的基本原理，太遭罪了。

yslgjj

汗~~~
传热学知道一点点，正在努力学习中。这个例子看起来挺简单的，做起来还是蛮有难度的，可能是软件还没有摸熟吧，希望各位大侠多多指点！

uesoft

好像除了电和医，还没有哪个工科专业不学流体力学的。
看来搞电和医的也要学，否则电路板、电机过热烧坏了怎么办，血管脂肪堆积了高血压怎么办?

qingchunhe2000

其实版主说的很明白了，就差没有手把手教。。。

yslgjj

版主说的那些物理模型我基本上都明白，就是具体到FLUENT软件里面怎么应用，有些地方还是不太清楚~~~
找了找相关的书，可是书上都没有类似的辐射模型

yslgjj

我是学光学的，我们就没有学过流体力学啊

xrs333

那辐射是你的强项啊。

uesoft

光学可归于电学专业，因为光是电磁波。

yslgjj

辐射是懂一点，但是在fluent中怎么应用我不知道啊

xrs333

1、建模时空气区域是否应该为一个六面体抠去一个小立方体？

    最好不是抠去，而是割（split）出一个小立方体，代表物体，并保持分割面处connected。如果抠去，那么要保留小立方体，并将其与空气区域的对应面联结（connect）起来，然后再划分网格。否则网格就是non-conformal的，要将两区域的对应面设成interface类型的边界。土壤与空气区域也最好用分割的方法。

2、空气区域除了入口、出口以及与地面、物体耦合的面，其余三个面如果不能设置成Symmtry，应该如何设置边界条件？

    四周面不妨都设成流动入口或出口。设成透明的壁也行，因为你要模拟的是一个大空间，只要空间足够大。但不能设成对称，如果设成对称面，就是一面镜子，你是学光学的，对吧？

3、耦合的边界条件是这样设置吗：我发现在Gambit中将两个体共有的面合并之后，生成的网格导入到Fluent中才会有耦合选项（即自动生成一个shadow面），但是如果空气区域减去物体（立方体）后，地面就不再是正方形（中间抠去了一个小正方形），这样怎么与仍是正方形的地表耦合呢？用split face命令将地表面用立方体的地面分割成两个面，可以吗？

    参见1。地面与物体，以及地面与空气区域之间的面均设为wall边界，这应该是两个面。

4、薄壁热阻模型具体在Fluent软件中怎么设置边界条件呢？本例中物体立方体的底面与地面是大小不同的面，两个面应如何设置边界条件呢？

    将对应wall边界的thickness设定为非零值，并选择相应的material，以模拟热阻。

5、版主列出了各个接触面之间的方程，分析得很全面，但是这些控制方程在Fluent软件中怎么计算呢，如“空气：热对流，求解N-S方程和能量方程；  地面土壤、物体：导热，求解能量方程；  地面与物体之间：接触传热，用薄壁热阻模型”，这些方程是分别计算还是通过Fluent软件的设置，一次就计算完成了呢？

    我列出的是你的问题中涉及的主要物理过程和相应的物理模型。对于传热问题，fluent求解的基本控制方程是N-S方程和能量方程，这也就是最基本的物理模型，其它物理模型根据问题的具体情况是可选的。一旦在fluent中选择或启用了某些物理模型，也就定义了计算模型，就意味着让fluent求解相应的控制方程。

6、投射辐射热流怎么计算啊，这个模型在Fluent中什么地方设置呢？

    太阳辐射可以用fluent的太阳辐射模型。如果还需要考虑其它物体之间的辐射则需要选择一种辐射模型。如果仅需考虑计算域外边界壁面与计算域外部具有均一温度且壁面对其辐射角系数为1的黑体之间的热辐射传热，且假定壁面面向外部的面为漫灰表面，只需要定义壁面辐射边界条件。

yslgjj

谢谢版主的解答！
对于第二个问题，如果四周面都设成流动入口或出口，计算时会出现reversed flow，这样很难收敛，对计算结果应该也有影响吧
对于第六个问题，“还需要考虑其它物体之间的辐射则需要选择一种辐射模型”，此处说的辐射模型是指Fluent里自带的P1、Do等模型吗，我用的就是Do模型，是不是这样就默认为考虑了地面与物体之间的辐射呢？

yslgjj

前几天怎么论坛打不开啊，终于能进来了，呵呵
这两天计算了一下，空气设置为透明壁面挺好的。但是出现另外一个问题，最高温度总是出现在地面以下约10厘米处，我分析了一下，主要原因一方面是地面受到太阳辐射后热量向地下传导，另一方面是空气对流对地面有冷却作用。向下传导是正常的，但是实际情况下，空气对地面的冷却作用不应该有这么明显，而且地面附近的空气温度应该很高才对。而我在速度入口的边界条件处设置的温度是常数，这个问题应该怎么解决呢？是不是要通过udf文件来定义入口处空气温度随高度变化呢？

030301029

这个帖子不错，挺一下。
虽然具体内容我不关心，但版主倒是很上心了。

八怪

有辐射换热时，流体区边界条件不能随便用symmetry边界条件。
但是可以使用axis边界的吗 两者有何区别呢

adamwangyj

斑竹您好：
我现在也在做自然对流的case。
我在模拟煤堆在罗田情况下内部温度的变化情况。
gambit 我定义的是一个长方体，地面为WALL 四周为 inlet-vent  上部为outflow。fluent中用的是P1模型加载太阳辐射模型以及化学反应模型中的species transport 。 里面定义混合材料我选择了固体碳 氧气，选用volumetric 和partical surface 反应模型。边界条件设置煤堆内部为porous。迭代收敛后 温度和流线的分布不像我预测的一样呀。
请版主帮我看一下我那个地放不对呀。谢谢哈  嘿嘿。
小弟也是初学。