上机报告.docx
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上机报告
姓名：
夏国青学号：
137680141
方腔内自然对流换热的数值模拟。
方腔的物理模型示意图如下：
Tc=25℃
Th=40℃
一、物理模型
如图所示，本文采用的物理模型为封闭方腔，其上下壁均为绝热，左壁面为高温壁面Th，右壁面为低温壁面Tc，腔体的长度尺寸为L．
具体参数为：
Th=313K，Tc=298K，
，
，Pr=0.71，
，
。
。
改变g的大小来改变瑞利数的大小。
二、数值方法
本文基于Fluent6．3采用boussinesq密度处理方法对封闭方腔内自然对流换热进行数值模拟。
控制方程采用雷诺平均Navier．Stokes方程（RANS），压力速度修正采用SIMPLE算法，压力插值选用BodyForceWeighted，动量方程和能量方程采用二阶迎风格式进行离散。
三、控制方程
连续性方程
动量方程
能量方程
四、网格划分
此本文采用非均匀网格，在靠近壁面进行加密。
网格采取80x80.
五、就算结果与分析
（1）令
，Ra=
.Nu1=3.27,Nu2=8.27.
Temperature
流线
Velocitymagnitude
Staticpressure
Dynamicpressure
Vectorsoftemperature
VectorsofVelocitymagnitude
Vectorsofdynamicpressure
（2）
，
Temperature
流场
Dynamicpressure
Velocitymagnitude
VectorsofVelocitymagnitude
地板辐射采暖房间流动与传热的数值模拟
从地暖设计的工程实际中抽象出的物理和几何模型如下图所示，房间的长、宽、高分别为：
473cm，333cm和265cm，壁面1为加热面。
要求：
使用Fluent软件模拟房间内的流场和温度场。
边界条件1：
除地板表面外，方腔的其余壁面均采用第一类边界条件，温度数值为实验测得值，具体如表1所示。
地板表面采用第二类边界条件，当地板表面同时存在辐射和对流换热时，在实际的地暖设计计算中常采用经验公式
（1）和
（2）来计算地板表面散热量，课题同样采用公式
（1）和
（2）来计算地板表面的辐射换热量和对流换热量，并将两者之和作为边界的总的热流的值，计算得q=57.57W/m2。
（1）
（2）
（3）
公式中Tw表示地板表面温度，Tair表示房间内空气的平均温度，Tp表示房间非加热面的面积加权平均温度，其表达式为：
，其中Ti和Ai为各非加热面的温度和相应面积。
表1各表面温度（单位：
K）
T2
T3
T4
T5
T6
298.66
298.5
300.57
300.35
298
各表面的的符号含义标于图7-1中。
其中1代表地板表面，2代表进口的左侧内墙壁，3代表有门一侧的内墙壁，4代表进口的右侧外墙壁，5代表有窗子的外墙壁，6代表屋顶壁面。
边界条件2：
将屋顶壁面视为绝热，其他条件同边界条件1。
比较两种不同边界条件对数值结果的影响。
一、物理模型
如图所示，本文采用的物理模型为从地暖设计的工程实际中抽象出的物理和几何模型.
二、数值方法
本文基于Fluent6．3采用boussinesq密度处理方法对地板辐射采暖房间流动与传热的数值模拟。
控制方程采用雷诺平均Navier．Stokes方程（RANS），压力速度修正采用SIMPLE算法，压力插值选用BodyForceWeighted，动量方程和能量方程采用二阶迎风格式进行离散。
辐射模型采用采用rosseland模型。
三、各种辐射模型介绍
fluent中的主要辐射模型包括；离散传播辐射模型（DTRM）、P1模型、Rosseland模型、离散坐标do模型和表面辐射（S2S）模型。
这些模型在模拟的精度、合理性和计算量上都有各自的特点，
1、离散传播辐射模型（DTRM）的主要思想是用单一的辐射射线代替从辐射表面沿某个立体角的所有辐射效应，把体积微元向周围的辐射均匀的离散成有限能束，每份能束的能量集中于单一的特征射线中，当这些射线通过空间内部介质时，各辐射能束沿特征线发射，在路径上被周围的介质吸收。
该模型的计算精度主要由跟踪射线的数目和计算网格的疏密程度决定。
2、P1模型是PN模型中最简单的一种。
PN模型的主要思想是把辐射强度展开为正交。
3、Rosseland模型的主要思想是不计算介质辐射强度的输运方程，而是引入了与温度三次方的传热系数来计算辐射热流量。
4、离散坐标do模型是从有限个立体角发出的传播方程出发进行求解，每个立体角对应着坐标系下的固定的方向角，该模型把方程转化为空问坐标系下的辐射强度的输运方程。
5、表面辐射（S2s）模型仅考虑面与面之间的辐射传热，忽略介质之间的吸收、发射和散射，多数情况都不适合模拟计算.
四、网格划分
五、就算结果与分析
X=0面的温度分布
流场
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