自然对流关键设置教案资料.doc

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fluent自然对流模拟关键点
关于fluent做自然对流的数值模拟，与强制对流的模拟有很大的不同，关键点是自然对流的驱动力是由于温差引起的密度差，进而在重力的作用下，引起流体产生运动。这跟强制对流需要由外界提供动力是完全不同的，所以其设置也是不同的，现把我的一些经验和大家分享。
1， 湍流模型的选择
对于自然对流，湍流模型的选择也是不同的，其主要是要强调壁温的影响和浮升力的影响。具体设置如下:

选择了k-e模型，然后是选择了enhanced wall treatment和full buoyancy effects选项，也就是强调壁温作用和浮升力的作用。
2， 能量方程和重力项都要打开。

3， 材料的设置
（1） 密度采用Boussinesq假设，然后需要设置流体的密度为一个定值，还要设置流体的热膨胀系数。关于流体的热膨胀系数需要查资料了。如下

（2） 选用不可压缩理想流体假设
就是流体按不可压缩理想流体对待，其含义是，流体的密度是变化的，其变化是由温度变化引起的，而不是由压力变化引起的，如下所示，流体密度项选择incompressible ideal gas选项。

（3） 对上述两种选择的解释
首先，Boussinesq假设比incompressible ideal gas假设，更易收敛。一般情况下选择这个假设即可。
其次，对于Boussinesq假设有其适用范围，因为其假设流体密度是个定值，所以其主要用于流体密度变化小于20%的情况，也就是两壁面温差较小的情况，那么温差值有没有一个经验数据呢？有的，一般如果壁温与流体温度相差在200K以上，Boussinesq假设就不适用了。
第三，incompressible ideal gas假设，其把流体密度看做随温度的变化而变化，所以其适用范围较广，对于Boussinesq假设不能适用的，就用这个假设。
4， solution method设置
对于求解方法的设置，主要是对压力离散方法的选择，要选择PRESTO!或body force weighted选项。如下所示

以上就是自然对流的关键设置，按照上述设置来进行模拟，完全可以得出浮升力的漩涡流，完毕！
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