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1、FLUENT 第十一章中文帮助west_ - 1 -译文说明译文说明本文依据 FLUENT6.0 的 HELP 文件翻译而成。事先并未征得原文版权所有者 FLUENT 公司或其在中国代理人海基公司的同意。本文的写作目的仅在于为在教育与科研领域从事研究工作的人员提供参考与帮助， 无意 于将其用于商业目的。 对本文在教育与科研领域的转移、存储、复制，本文作者不提供基于任何商业目的或有损于原文版权所有者的利益、形象等权益的帮助或便利。 对出于研究与教学目的人员或机构， 中文翻译者愿意并尽其可能的提供帮助、 商议或回 应其它形式的要求。一旦原文（英文）版权所有者对中文译文的发布提出异议并明确通知译文作
2、者，同时援 引有效、适用的法律、法规条款，译文作者愿意立刻终止其为本文的发布、传播而所做 出的一切形式努力。注：本文以 ADOBE 公司的 PDF 格式发布。如需要相应中文 WORD 格式文档，请发邮件到west_.FLUENT 第十一章中文帮助west_ - 2 -11.11.11.11.ModelingModelingModelingModeling HeatHeatHeatHeat TransferTransferTransferTransfer 传热模拟传热模拟11.1 Overview of Heat Transfer Models in FLUENTFLUENTFLUENTFLUE
3、NT FLUENT 中的传热模型概述11.2 Convective and Conductive Heat Transfer 导热与对流换热o11.2.1 Theory 理论o11.2.2 User Inputs for Heat Transfer 有关传热的用户输入项o11.2.3 Solution Process for Heat Transfer 传热计算的求解过程o11.2.4 Reporting and Displaying Heat Transfer Quantities 传热变量的输出与显示o11.2.5 Exporting Heat Flux Data 热流数据的输出11.3
4、Radiative Heat Transfer 辐射传热o11.3.1 Introduction to Radiative Heat Transfer 辐射传热简介o11.3.2 ChoosingaRadiation Model 选择辐射模型o11.3.3 The Discrete Transfer Radiation Model (DTRM) 离散传播辐射模型o11.3.4 The P-1 Radiation Model P-1 辐射模型o11.3.5 The Rosseland Radiation Model Rosseland 辐射模型o11.3.6 The Discrete Ordin
5、ates (DO) Radiation Model 离散坐标辐射模型o11.3.7 The Surface-to-Surface (S2S) Radiation Model 多表面辐射传热模型o11.3.8 Radiation in Combusting Flows 燃烧过程的辐射o11.3.9 Overview of Using the Radiation Models 辐射模型使用概览o11.3.10 Selecting the Radiation Model 辐射模型的选择o11.3.11 Defining the Ray Tracing for the DTRM 离散传播模型的跟踪射线
6、的定义o11.3.12 Computing or Reading the View Factors for the S2S Model 表面辐射模型 中角系数的计算与数据读取o11.3.13 Defining the Angular Discretization for the DO Model DO 辐射模型离散角的定义o11.3.14 Defining Non-Gray Radiation for the DO Model 离散坐标辐射模型中的非 灰体辐射o11.3.15 Defining Material Properties for Radiation 有关辐射性能的材料属性定义o11
7、.3.16 Setting Radiation Boundary Conditions 辐射边界条件设定o11.3.17 Setting Solution Parameters for Radiation 辐射计算参数的设定o11.3.18 Solving the Problem 问题求解过程o11.3.19 Reporting and Displaying Radiation Quantities 辐射变量的和输出与显示o11.3.20 Displaying Rays and Clusters for the DTRM DTRM 表面束和射线显示11.4 Periodic Heat Tran
8、sfer 周期性传热问题o11.4.1 Overview and Limitations 概述与适用范围FLUENT 第十一章中文帮助west_ - 3 -o11.4.2 Theory 理论o11.4.3 Modeling Periodic Heat Transfer 周期性传热问题的模拟o11.4.4 Solution Strategies for Periodic Heat Transfer 周期性传热问题求解策略o11.4.5 Monitoring Convergence 监视收敛o11.4.6 Postprocessing for Periodic Heat Transfer 周期性传
9、热问题的后处理11.5 Buoyancy-Driven Flows 浮力驱动流动o11.5.1 Theory 理论o11.5.2 Modeling Natural Convection inaClosed Domain 封闭区域内自然对流的模 拟o11.5.3 The Boussinesq Model Boussinesq 模型o11.5.4 User Inputs for Buoyancy-Driven Flows 浮力驱动流动的用户输入o11.5.5 Solution Strategies for Buoyancy-Driven Flows 浮力驱动流动的求解策略o11.5.6 Postp
10、rocessing for Buoyancy-Driven Flows 浮力驱动流动的后处理FLUENT 第十一章中文帮助west_ - 4 -11.111.111.111.1 FLUENTFLUENTFLUENTFLUENT 中的传热模型概述中的传热模型概述 占据一定体积的物质所据有的热能从一处转移到另一处， 这种现象称为传热。 引发传热的原因有三种：导热、对流传热、辐射传热。只涉及热传导或和对流的传热过程是最简单 的情况，而涉及到浮力驱动流动或者自然对流、辐射的传热过程却比较复杂。依据问题的不 同，FLUENT 求解不同的能量方程以考虑用户设定的传热模型。FLUENT 也可以预报出具有周期
11、对称性几何结构所对应的周期性传热，这样就可以大大减少计算量。FLUENT 第十一章中文帮助west_ - 5 -11.211.211.211.2 导热与对流换热导热与对流换热 FLUENT 允许用户在其模型中包含有流体与和固体的传热求解。 从流体热混合到固体的热传导可以在 FLUENT 中应用这一节所介绍的模型和用户输入项进行耦合求解。11.3 节介绍 辐射传热模型、11.5 节介绍自然对流。11.2.1 Theory11.2.2 User Inputs for Heat Transfer11.2.3 Solution Process for Heat Transfer11.2.4 Repor
12、ting and Displaying Heat Transfer Quantities11.2.5 Exporting Heat Flux Data11.2.111.2.111.2.111.2.1 理论理论能量方程能量方程 FLUENT 求解如下的能量方程：()()()effeffjjhEvEpkTh JvSt=+= +ruu rr （11.2.1）其中，effk为有效导热率（effkk+，其中，fk为湍流引致的导热率，由模型中使用的湍流模型确定）。jJu r 为组分j的扩散通量。方程 11.2-1 右边的前三项分别表示由于热传导、组分扩散、粘性耗散而引起的能量转移。hS包含化学反应放（吸）
13、热以及任何其它的由用户定义的体积热源。方程 11.2-1 中：22pvEh=+（11.2.2）其中，显焓h的定义（对理想气体）为：jj jhY h=（11.2.3）对不可压流体：jj jphY h=+（11.2.4）方程 11.2-3、11.2-4 中，jY为组分j的质量分数：, refTjp jThcdT=其中refT为 298.15K。非预混燃烧模型的能量方程：非预混燃烧模型的能量方程：当激活非绝热、非预混燃烧模型时，FLUENT 求解以总焓表示的能量方程：FLUENT 第十一章中文帮助west_ - 6 -()()t h pkHvHHSc+= +r（11.2.6）上式假定刘易斯数（Le）
14、1，方程右边的第一项包含热传导与组分扩散，粘性耗散作为非 守恒形式被包含在第二项中。总焓的定义为：jj jHY H=其中，jY为组分j的质量分数：() ,0 , ref jTjp jjref jTHcdThT=+（11.2.8）()0 ,jref jhT为组分j处于参考温度,ref jT的生成焓。考虑压力做功以及动能考虑压力做功以及动能方程 11.2-1 包含有在不可压流动中经常被忽略的压力做功和动能。因此，在缺省情况下， 分 离式求解器在计算不可压流体时， 不考虑压力做功和动能的影响。 如果用户希望考虑这两个 因素，可以使用 define/models/energy?命令行激活这两个影响因素
15、。在处理可压缩流动或使用任何耦合式求解器时，总是考虑压力做功和动能。 考虑粘性耗散考虑粘性耗散 方程 11.2-1 和 11.2-6 包含有粘性耗散项，它表示了由于流动过程中粘性剪切作用而产生的热量。 在使用分离式求解器时， FLUENT 的缺省能量方程不包含这一项 （因为一般灰忽略粘性产生 的热量） 。当 Brinkman 数，Br，接近或大于 1 时，流体粘性生成的热量不可忽视：2 eUBrk T=（11.2.9）其中，T为计算区域内的温差。 当用户的问题需要考虑粘性耗散项，并且使用的是分离式求解器时，用户应该在 ViscousViscousViscousViscousModelModel
16、ModelModel panel 面板中使用 ViscousViscousViscousViscous HeatingHeatingHeatingHeating 选项激活此项。对于一般的可压缩流动，1Br。 需要注意的是，如果用户已经定义了可压缩流动，但使用了分离式求解器，FLUENT 不会自 动激活粘性耗散选项。 对于任一种耦合式求解器，在求解能量方程时，粘性耗散项总是被考虑进去。考虑组分扩散项考虑组分扩散项： 由于组分扩散的作用，方程 11.2-1、11.2-6 均包含有焓的输运。 当使用分离式求解器时，此项：jj jh Ju r在缺省情况下被包含在方程 11.2-1 中。 若用户希望禁止此项， 可以使用 SpeciesSpeciesSpeci
