TM01圓柱體穩態熱傳導對比分析

2021-10-10 08:48:45 字數 2506 閱讀 4403

ansys中有steady-state thermal(sst)分析系統與fluent分析系統,都可以做傳熱分析,那到底有什麼不同呢?下面詳細展開……

直徑為1m,長為5m的圓柱體在一定熱邊界條件下分別在steady-state和fluent裡**,對比圓柱中心軸線上的溫度曲線,具體分為以下內容:

工程原理圖如下所示:

注:fluent**時勾選雙精度,不然誤差會很大

使用自動網格劃分,網格size設定為0.05m,並建立各面名稱left、right、side

網格資訊

sstfluent

nodes

307074

88944

elements

74033

85042

注:節點和元素數量不同證明兩種**進行網格操作的核心不同

sst**熱流結果

fluent**熱流結果

left

17451.250841187943w

20203.408w

right

-5.6861427486147756e-07w

-5.7704047e-07w

side

-22395.632164042483w

-20203.408w

sst熱流相加結果等於-4.944381323423157e+03,不守恆?我們暫且不管,先看看其他的對比效果

fluent熱流相加等於2.582965e-10,基本等於0,小於通過邊界最小通量的1%,滿足熱平衡要求,計算收斂

sst溫度雲圖

fluent溫度雲圖

sst的total heat flux溫度雲圖

fluent的total su***ce heat flux

注:圖中箭頭方向表示熱流方向,箭頭長短表示數值大小,可以看到兩者完全不一樣,需要後續進一步查明兩者具體含義

reaction heat flow rate的報告就會變得不准,但計算結果依然正確,為了驗證這一說法,又進行了工況②的**

處邊界條件不同外其餘均相同

邊界名稱

sst**熱流結果

fluent**熱流結果

計算差值

left

1368.6 w

1367.0047w

0.12%

right

-156.16 w

-155.73317w

0.27%

side

-1212.5w

-1211.2715w

0.10%

sst熱流相加結果等於-0.06,基本等於0,滿足熱平衡要求

fluent熱流相加等於-3.03703e-09,基本等於0,小於通過邊界最小通量的1%,滿足熱平衡要求,計算收斂

可以看到,兩者計算幾乎沒有差別,均可以實現對工況傳熱的準確模擬

sst溫度雲圖

fluent溫度雲圖

sst的total heat flux溫度雲圖

fluent的total su***ce heat flux

注:圖中箭頭方向表示熱流方向,箭頭長短表示數值大小,可以看到兩者完全不一樣,需要後續進一步查明兩者具體含義

可以見得,sst在複雜熱邊界條件可能出現熱通量報告不准,但計算仍然有效的情況;反觀fluent在兩種工況裡都體現裡良好的熱平衡求解性,但還要再去深究的是熱流雲圖,兩者的具體含義,以及fluent的熱流是否可以類似的由向量箭圖的表示方式

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