FLUENT-平板强制对流

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1、Gambit 操作步驟操作步驟1. 選擇分析軟體（Solver）2. 修改內定值(Edit-Default)3. 建立點線面4. 建立網格5. 定義邊界條件、流體或固體6. 檢視格點7. 存檔離開(save file and export mesh)範例：Flat Plate速度1 m/s的空氣流過此1m長無限寬的平板，Freestream 溫度353K，其他參數值如下：流體為可壓縮流速度U：1 m/s溫度T ：353 K壓力P ：101325 Pa比熱Cp：1006.43 j/（kg K）熱傳導係數=9.4505e-4W/（m K）黏滯係數： = 6.667e-7 kg/（m s） 範例：F

2、lat Plate根據Ideal gas law：3/00. 1353287101325mkgKkgKJPaRTP範例：Flat PlateReynolds number：65 . 1ReeLuPrantle number：71. 0PrpC範例：Flat Plate紊流邊界層會沿著平板成長，當邊界層成長某一厚度時，熱傳率q及熱傳係數h將會減少進入GAMBIT進入GAMBIT建立幾何（產生四個端點）建立幾何（產生四個端點）建立幾何（產生四邊）建立幾何（產生面）建立網格建立網格建立網格建立網格定義邊界型式定義邊界型式定義邊界型式定義邊界型式定義邊界型式存檔匯出Mesh檔開啟FLUENT匯入Mes

3、h檔檢查網格顯示網格顯示網格SolverEnergy紊流2. Buffer region （5 y+ 30）1.Laminar sublayer （y+ 5）3. Turbulent region （y+ 30）紊流在在Boundary layer flow中中Realizable k-epsilon model較較Standard k-epsilon 能提供較精確的能提供較精確的結果結果Enhanced Wall Treatment對於對於Turbulent region及及Buffer region提供更佳的提供更佳的精確性精確性材料性質邊界條件邊界條件邊界條件邊界條件數值方法初始化數值方

4、法收斂曲線 y+ y+ y+1. 使用Near-wall model時，近壁的網格決定了K-epsilon model的正確性。2. Laminar sublayer （y+ 5） x=1m 速度分佈 x=1m 速度分佈 x=1m 速度分佈 y = 0.02 m ? x=1m 速度分佈Symmetry：實質上為無no slip condition的wall，無流體流過 symmetry邊界但若使用pressure outlet會造成收斂性問題，而symmetry造成的誤差不影響熱傳係數 實際流動 Nusselt numberNusselt number：對流及傳導的熱傳係數比值，為一無因數參數

5、kxhNuxxplateyxfluidxxTThq0,mKWexqkxTTqkxhNuxplatexxx/44505. 960未知:由單位熱傳量及溫差求之 Renolds numberRenolds number：慣性力與黏滯力比值，為一無因數參數xxLx1500000ReRe 表面單位熱傳量 表面單位熱傳量 表面單位熱傳量 表面單位熱傳量 表面單位熱傳量 表面單位熱傳量 表面單位熱傳量 表面單位熱傳量 表面單位熱傳量 Correlation & Experiment1 Reynolds, W.C., Kays, W.M., Kline, S.J. Heat Transfer in the T

6、urbulent Incompressible Boundary Layer. NASA Memo 12-1-58W. December 1958. 4 . 06 . 08 . 0PrRe0296. 0TTNuplatexx此經驗公式假設如下：1.Pr = 0.72.105 Rex 107 3.流體性質由free-stream計算4.Turbulent compressible boundary layer5.Flat plate6.Friction factor以下列公式計算（Nu number不需參考此值）：2 . 0Re0296. 0 xfC Correlation & Experime

7、nt Correlation & Experiment Correlation & Experiment2 Seban, R.A. and Doughty, D.L. Heat Transfer to Turbulent Boundary Layers with Variable Freestream Velocity. Journal of Heat Transfer 78:217 (1956). . 此經驗公式假設如下：1.Pr = 0.72.1e5 Rex 4e6 540236. 0uxNux Correlation & Experiment Correlation & Experiment