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fly-qq

新虫 (初入文坛)

[求助] Fluent模拟圆管换热 已有2人参与

计算下图所示的圆管换热问题,圆管为一定厚度的铝管,内部为水流,温度300K,速度10m/s;外部为气流,温度800K,速度20m/s,两者流向是垂直的。
Fluent模拟圆管换热
每个区域我都是用split切割出来的,gambit中固液边界处只有一个面,在fluent中我将两个固液边界都设置为coupled wall
然后残差图特别奇怪
Fluent模拟圆管换热-1
算出来的速度矢量图更加奇怪
1、外流场
Fluent模拟圆管换热-2
2、内流场
Fluent模拟圆管换热-3
个人认为,这个流场虽然有温度,但是大体应该与圆柱绕流没很大差别吧,但是出现这种结果,而且连续性残差特别坏,我不知道是为什么,希望大家可以帮忙解答一下。另外我也试过以下几种情况。
1、将圆管内流场的出口和入口都改为wall,其余不变,连续性残差收敛至0.2左右,外流场与圆柱绕流类似。
2、将圆管内部掏空,即无内流场,将圆管内壁定义为300K恒温,可以出来结果。
3、将圆管外部流场去除,即无外流场,将圆管外壁定义为800K恒温,也可以出来结果。
4、使用布尔运算分割出不同区域,在Fluent中设置为interface,计算后在圆管外壁一周的速度矢量会指向圆管圆心。
我是刚刚接触Fluent,很多东西的设置可能不太清楚,希望大家可以稍微详细地说明一下,十分感谢!!
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jialixujia

新虫 (初入文坛)

看下温度场是怎么样的!!!
2楼2016-01-05 14:12:15
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小伟在奋斗

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
我感觉这个问题有点像卡门涡街,外面空气吹管子应该有涡脱离过程,再加上你这个本身包含换热问题。建议你加密边界层网格,再试试用瞬态计算
好好搞科研
3楼2016-01-05 14:18:09
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fly-qq

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
3楼: Originally posted by 小伟在奋斗 at 2016-01-05 14:18:09
我感觉这个问题有点像卡门涡街,外面空气吹管子应该有涡脱离过程,再加上你这个本身包含换热问题。建议你加密边界层网格,再试试用瞬态计算

卡门涡街应该有出现的雷诺数范围,而且对流场大小有要求的,我做的这个流速下,卡门涡街大概是没了的。
关于这个网格密度的问题,我外流场采用的是0.3的,固体采用0.2的,内流场0.1的,整个尺寸时20*10*10,圆管内径1,外径2,我最开始是用边界层网格的,但是后来就没用了,因为结果差不多,我直接用的体网格,个人觉得这个尺寸应该足够小了。
4楼2016-01-05 14:38:13
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fly-qq

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by jialixujia at 2016-01-05 14:12:15
看下温度场是怎么样的!!!

Fluent模拟圆管换热-4
这个是平行侧面的截面上的温度分布,我看了一下,每个截面都是这样的,什么变化都没有
5楼2016-01-05 14:43:40
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suiger

铁虫 (初入文坛)

边界层网格过细的话,算两相会出错的吧

发自小木虫Android客户端
6楼2016-01-05 15:39:20
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fly-qq

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
6楼: Originally posted by suiger at 2016-01-05 15:39:20
边界层网格过细的话,算两相会出错的吧

边界层网格的尺寸对两相流模拟的影响我倒不是很清楚。
个人觉得这个圆管换热的问题最多算是流固耦合的问题,应该还不能算两相流。
不知道你对我的这种结果有什么想法?还望指教
7楼2016-01-06 00:17:16
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拉格朗曰

金虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
看残差图,连续性不收敛,应该是网格质量不过关

发自小木虫Android客户端
8楼2016-01-06 06:52:47
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cindypower

新虫 (初入文坛)

你好,你的问题解决了吗,我现在做的东西和你很类似,内管温度场也没有变化,只有管外温度场变化,你是怎么解决的呢?
9楼2016-02-29 14:03:08
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