【help】fluent 换热器 流固耦合传热模拟

lingjiyidong

小女子最近做一个模拟出现几个问题，想向各位大虾请教一下。
我要模拟的东西是这样的（图1）：一个双套管双管板换热器，内管1内部走冷流体；外管2，直接与壳程相连，走热流体；两管之间间隙3充入惰性气体（起保护作用），这段间隙3是与两块管板之间的密封区域相连通的。我的研究目标就是这个密封区域以及与之相连通的内外管间间隙3内的温度分布情况。换热器内部有多根这种结构的管子，这里我主要先看看一套双管与之间隙的温度情况。
    简化模型是这样的（图2）：1和2（流体区域）分别是冷热流体逆向流动，这里都设成为水；3是两个管之间的空隙（实际上很小这里我放大了）其中充入惰性气体（起保护作用默认为不流动的），A和B分别表示内外管这里我直接在gambit里split了，没画出壁厚（打算在fluent里设置）。
    fluent里的设置的边界条件是：冷热流体都是速度入口，温度分别是330K,300K，出口均设成了压力出口，AB壁面选成coupled的在里面我只设置了厚度，heat generation rate这项默认为0，其他各项均保持默认值，选用的是K-E模型。
    结果可以计算并可以收敛，只是在轴向没有任何的换热趋势（图三），我看了一些耦合传热的资料，都没有提到这样的情况……
   图1

图2
图3图四

麻烦大家帮我看看，上述问题怎么解决呢？
还有我这个简化模型是否合理？
网格划分质量是否可以（因为是湍流流通AB两个面是否还需要先画边界层，不画影响大么）？
期待您的回复~~~
先谢谢各位大虾了

[ 本帖最后由 lingjiyidong 于 2010-12-28 18:48 编辑 ]

飞翔鸟

你最好传上你的.cas文件，这样写有些细节地方很难理解。
流固耦合换热，边界层还是要有的，y+要与你选用的湍流模型相匹配，不然，结果很不准确。

lingjiyidong

因为我这个内外管之间的间隙特别小只有0.2mm，在这里我把它放大了，想先看看整个套管之间的换热趋势，如果没有定义边界层影响很大么？刚刚接触这个软件，还有很多不懂得地方，很多西街东西也没有考虑进去，望大虾多多指教！case文件如下：
  176686 hexahedral cells, zone  2, binary.
  177020 hexahedral cells, zone  3, binary.
  141616 hexahedral cells, zone  4, binary.
  406298 quadrilateral interior faces, zone 14, binary.
  512298 quadrilateral interior faces, zone 12, binary.
    1696 quadrilateral wall faces, zone  1, binary.
   17702 quadrilateral wall faces, zone  5, binary.
   17702 quadrilateral wall faces, zone  6, binary.
   17702 quadrilateral wall faces, zone 16, binary.
   17702 quadrilateral wall faces, zone  7, binary.
   17702 quadrilateral wall faces, zone 17, binary.
    1058 quadrilateral velocity-inlet faces, zone  8, binary.
    1060 quadrilateral pressure-outlet faces, zone  9, binary.
    1058 quadrilateral pressure-outlet faces, zone 10, binary.
    1060 quadrilateral velocity-inlet faces, zone 11, binary.
  520149 quadrilateral interior faces, zone 13, binary.
   17702 shadow face pairs, binary.
   17702 shadow face pairs, binary.
  542552 nodes, binary.
  542552 node flags, binary.

Building...
     grid,
     materials,
     interface,
     domains,
        mixture
     zones,
        default-interior:014
        default-interior:012
        wall:001
        default-interior
        waibi
        neibi
        wall
        neibi-shadow
        waibi-shadow
        kecheng-inlet
        shui-inlet
        kecheng-outlet
        shui-outlet
        kecheng
        shui
        jiaben
     shell conduction zones,
Done.

lingjiyidong

有没有哪位大侠可以指点一下，这个模型的建立，中间的内外壁面该怎么设置啊???期待大家的回复……

周华

这种内外隔绝的流场从理论上说不应该放在一起算。做壁面换热计算的话，固体区域也要划分网格，这样才能产生换热效果。

lingjiyidong

谢谢版主~~那您看看我这个模型怎么建立才比较合理呢？壁面换热是不是也要把固体区域画出来？那么在我这个模型中固液气三项都有了，算不算是多想流模型呢？

花的倒影

楼主问题解决了吗？俺也遇到同样的问题，应该比楼主还要简单些的。一起探讨探讨阿!

lingjiyidong

没有额……你研究的什么内容呢

gsl20064

我也遇到同样的问题 求解！

NJUT_LZG

应该按着你图一中管板、管子与流体接触的面都要切成形状大小都一样的面，然后选择在面操作中的CONNECT全选面后连接起来，就OK啦！最关键的就是切成形状完全一致的面！

lancyab

你好，楼主，我毕业设计也在弄一个管壳式换热器的数值模拟，有很多问题想请教一下。我QQ1214493356，非常感谢

ryanmoser

楼主的问题解决没啊？我的也遇到了这种情况，轴向温度趋势完全一致啊…根本没有梯度出现

ryanmoser

您好能不能我发个cas文件您帮我看一下啊…我算出来轴向温度基本没什么变化…

luobodunzhu

虽然时间这么久了，但是这位妹子的问题，在流固耦合里面是很常见的。小弟冒昧的谈一下自己的看法。并不是没有出现换热现象，而是换热现象显示的不明显，在流固耦合问题中，重要的不是耦合方法，关键在于要靠拢实际应用，不要相当然的去设置里面的参数，这位的例子中，我认为主要是速度设置得过大，你想，如果你速度设置为1m/s，管道为50mm，也就是半秒的时间就能流完，温差也不大，怎么可能看出来变化尼。。。