FLUENT系列资料5之蒸汽喷射器内的传热模拟.pdf

蒸汽喷射器内的传热模拟 问题描述： 该问题为一个蒸汽喷射器的内部流动和热量交换问题。左侧进入的工作蒸汽12245Pa， 下侧进入的引射流体压力为1360.5Pa，右侧出口的压力为6802.5Pa。该问题中所说的压力 皆为相对压力，蒸汽皆为饱和水蒸汽。喷射器的结构如图1所示。 图1 喷射器结构图 在本例中将利用FLUENT-2D 的非耦合、隐式求解器，针对在喷射器内的定常流动进 行求解。在求解过程忠，还会利用FLUENT 的网格优化功能对网格进行优化，使所得到的 解更加可信。 本例涉及到： 一、 利用GAMBIT建立喷射器计算模型 （1）在CAD 中画出喷射器的图形 （2 ）将CAD 图形输出为*.sat的文件格式 （3 ）用GAMBIT读入上面输出的*.sat文件 （4 ）对各条边定义网格节点的分布，在面上创建网格 （5 ） 定义边界内型 （6 ） 为FLUENT5/6输出网格文件 二、利用FLUENT-2D求解器进行求解 （1）读入网格文件 （2 ）确定长度单位：MM （3 ）确定流体材料及其物理属性 （4 ）确定边界类型 （5 ）计算初始化并设置监视器 （6 ）使用非耦合、隐式求解器求解 （7 ）利用图形显示方法观察流场与温度场 一、 前处理——用CAD 画出喷射器结构图并导入GAMBIT 中 在 CAD 中按所给的尺寸画出喷射器的结构图，画完后输出为pensheqi.sat 的文件（如 图2 所示）。 CAD 中的操作：文件→输出…. 点击保存到你想保存到的文件夹中 图2 输出数据对话框 启动GAMBIT ，建立一个新的GAMBIT 文件。 操作：File→NEW… 此时出现的窗口如图3 所示。在ID 右侧的文本框内填入：f:\文件夹名\pensheqi 点击Accept 后，即建立了一个新的文件。 图3 新文件对话框 图4 导入CAD 图形对话框 第1 步：确定求解器 选择用于进行CFD 计算的求解器。 操作：Solver→FLUENT5/6 第2 步：导入喷射器的结构图 操作：File→Import→ACIS… 点击Browse 找到刚才从CAD 中输出的pensheqi.sat 文件，选中后点击 Accept 即可导入所需的图形。（需再 CAD 中将所画的图形创建成面域，否则无法读入） 第 3 步：确定边界线的内部节点分布并 创建结构化网络 1、创建各条边上的节点分布 操作：MESH →EDGE → 打开的“MESH Edges”对话框如图5 所示。 图5 边线网格节点设置对话框 （1） 点击Edges 右侧的黄色区域，使其处于活动状态； （2 ） Shift+ 鼠标左键，点击所需划分的边线； （3 ） 选择Interval size，并保持默认值1； （4 ） 在喷射器的渐缩渐扩边线上按照“疏→密→疏”划分节点，选中对话框中的 Double Sided，并在下面的Ratio 中填入，0.95— 1.05 的值，以保证节点分布是符合“疏→密→疏”的； （5 ） 点击Apply，生成各条边上的节点分布。 注意：在导入CAD 图形时，要将分界线以及里面的小渐缩渐扩管的右侧的边线去掉， 否则，生成面网格时会出现错误；同时也应注意相对应的边上所划分的节点数应该是相等的， 否则无法建立网格。 第4 步：查看网格划分情况 操作：MESH →FACE →MESH FACE 打开“MESH FACES”对话框如图6 所示。 （1） 点击Face 右侧的黄色区域； （2 ） Shift+ 鼠标左键点击所需划分网格的面； （3 ） 其他设置不变，点击Apply 。 该例中生成的是四边形网格，故可保持对话框中的默认数值不变。则生成的喷射器网格 如图7 所示。 图6 面网格设置对话框 图7 喷射器网格图 第5 步： 设置边界类型 1．关闭网格显示