【AICFD案例教程】多孔介质歧管流动传热

2023-11-21 17:28

本文主要是介绍【AICFD案例教程】多孔介质歧管流动传热,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

AICFD是由天洑软件自主研发的通用智能热流体仿真软件,用于高效解决能源动力、船舶海洋、电子设备和车辆运载等领域复杂的流动和传热问题。软件涵盖了从建模、仿真到结果处理完整仿真分析流程,帮助工业企业建立设计、仿真和优化相结合的一体化流程,提高企业研发效率。

一、概 要

1)案例描述

本案例针对某种多孔介质歧管,采用多孔介质模型、对流换热壁面和湍流模型对歧管进行流动传热仿真,案例最后可以看到歧管的压力和温度分布情况。

2)网格

采用非结构四面体为主的网格,网格数67万。

图1-1 网格模型

3)计算条件

速度入口:10m/s ,温度773K;静压出口:0Pa,0梯度;对流换热壁面:10w/m^2*K,373K。

二、网 格

1)新建工程

① 启动AICFD 2023R2;

② 选择 文件>新建,新建工程,选择工程文件路径,设置工程文件名,点击“确定”。

图2-1 AICFD窗口

图2-2 新建工程

2)网格导入

单击菜单栏网格>导入网格,导入外部生成的计算域网格。

图2-3 网格导入

3)网格质量检查

单击菜单栏 网格>网格质量,检查网格质量。

图2-4 网格质量检查

三、求解设置

1)求解模型

双击 求解>求解模型,设置湍流模型。本案例为稳态计算,采用不可压缩流,湍流模型采用Standard k-epsilon模型。

图3-1 模型设置

右击 材料>添加材料,MaterialType选择Gas,新建材料,修改介质物性参数,如图3-2所示;

图3-2 材料选择

右击 材料>添加材料,MaterialType选择Solid,新建材料,修改介质物性参数,如图3-3所示;

图3-3 材料选择

2)计算域

① 双击 求解>流动分析>计算域>Domain-BODY-IN,在计算域设置窗口中类型选择“FluidDomain”,材料选择“Airat 500 C1”,然后点击“下一步”,在打开的流体模型窗口点击“确定”,将网格分配到计算域;

图3-4 分配计算域

② 双击 求解> 流动分析> 计算域> Domain-BODY-OUT,在计算域设置窗口中类型选择“Fluid Domain”,材料选择“Air at 500 C1”,然后点击“下一步”,在打开的流体模型窗口点击“确定”,将网格分配到计算域;

图3-5 分配计算域

③ 双击 求解>流动分析>计算域>Domain-BODY-POROUS,在计算域设置窗口中类型选择“PorousDomain”,材料选择“Airat 500 C1”和“Aluminum1”,然后点击“下一步”,设置多孔介质参数,点击“下一步”,在打开的流体模型窗口点击“确定”,将网格分配到计算域。

图3-6 分配计算域

3)边界条件

分别设置Inlet和Wall,需要分别设置边界名称、边界类型、边界条件和数值,如图所示;

图3-7 入口定义

图3-8 壁面定义

分别设置Outlet和Wall,需要分别设置边界名称、边界类型、边界条件和数值,如图所示;

图3-9 出口定义

图3-10 壁面定义

4)求解参数设置

双击 求解>流动分析>交界面>Interfaces,查看自动识别的交界面。

图3-11 交界面设置

双击 求解> 求解设置 ,设置计算方法,包括差分方法等;

图3-12 求解参数设置

双击 求解> 求解控制 ,设置求解器启停条件,迭代步数等。

图3-13 求解参数设置

四、初始化及求解计算

1)残差曲线与监控变量

双击 监控>残差曲线,选择查看监控曲线。

图4-1 监控曲线选择

2)初始流场设置

① 双击 求解>初始化,设置初始流场;

② 选择菜单栏 求解>初始化,初始化流场。

图4-2 初始化设置

图4-3 初始化流场

3)求解计算

选择菜单栏 求解>求解>直接求解>串行,开始计算。

图4-4 运行求解器

图4-5 选择求解模式

五、后处理

1)监控曲线

查看残差曲线。

图5-1 残差曲线

2)数据读取

双击树节点 报告>流量&能量报告,设置域,选取面列表中目标部件,点击应用,读取进出口热流量数据。

图5-2 能量报告

3)求解结果更新及导入

单击菜单栏 求解>可视化结果,实现可视化求解结果更新,现版本计算完成后自动进行可视化求解结果。

图5-3 结果更新

4)可视化结果

① 压力云图

单击菜单栏 后处理> 云图,选取位置域和变量参数,设置等级参数256,点击应用,读取歧管压力云图,可以看到歧管的入口压力最大 经过多孔介质区域后压力减小,并在出口处降至最低。

图5-4 压力云图

② 温度云图

单击菜单栏 后处理> 云图,选取位置域和变量参数,设置等级参数256,点击应用,读取歧管表面温度云图,可以看出歧管入口处 温度较高,在多孔介质域内温度逐渐降低,随后流体流出多孔介质域后温度逐渐增加。

图5-5 表面温度云图

单击菜单栏 后处理> 矢量图,设置歧管速度矢量图,可以看出在多孔介质域内速度较低,在歧管内径较小处速度最高。

图5-6 流线图

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http://www.chinasem.cn/article/403880

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