計算流體力學cfd模擬對冰柜空氣流動傳熱綜述-全文預覽
【正文】 10上式中σk，σω分別是k，ω方程的湍流能量普朗特數(shù)，μt是湍流粘度方程μt=α*ρkω低雷諾數(shù)修正如下：α*=α∞*α0*+RetRk1+RetRkRet=ρkμω對可壓縮性的修正如下：首先，k方程的湍流項如下：Yk=ρβ*fβ*kωfβ*=1 xk≤01+680xk21+400xk2 xk0 上式中xk=1ω3?k?xj?ω?xjβ*=βi*[1+ξ*FMt]βi*=β∞*415+RetRβ41+RetRβ4式子中的常數(shù)取值入下：ξ*=，Rβ=8；β∞*=，對于可壓縮性的修正體現(xiàn)在FMt上。研究結果表明可實現(xiàn)kε模型對旋轉流動、強逆壓梯度的邊界層流動、流動分離和二次流的模擬較標準kε模型有很大的優(yōu)勢。方程中的系數(shù)c1，c2，cμ和常數(shù)σk，,，Gk是由層流速度梯度產生的湍流動能，Gb表示由浮力產生的湍流動能，YM是指可壓縮湍流中，過渡的擴散產生的波動。計算流體力學（CFD）中通常用到的湍流模型有kε模型、kω模型、雷諾應力模型和大窩模型。[35]研究者需要了解冰柜內的溫度和流速的分布，但由于測量是復雜的，傳統(tǒng)的實驗方法只能為我們提供速度、壓力、溫度、組分濃度等的平均值，而CFD模擬可以提供準確的速度分布、壓力分布、溫度分布和組分濃度分布的信息。所以，研究和改善冰柜內的空氣對流傳熱將會大大節(jié)約能量，保護環(huán)境，節(jié)約經營成本。計算流體力學CFD模擬對冰柜空氣流動傳熱綜述引言隨著生活水平和保鮮技術的不斷提高，人們可以買到跟多的冷藏冷凍產品，對冰柜的需求也是日益增多。在美國，超市中冰柜的能耗占超市總能耗的68%，對比之下，照明、溫室控制和通風的能耗只占設備總能耗的31%[1]。[2]同樣的，在冰柜的設計中也廣泛的應用到了計算流體力學的技術。在數(shù)學上，都可以有偏微分方程表示出來。[6]k方程：?ρk?t+?ρuik?xi=??xjμ+μtσk?k?xj+Gk+GbρεYM+Sk (1)ε方程：ρ?ε?t+ρui?ε?xi=??xjμ+μtσε?ε?xj+c1εkGk+c3Gbc2ρε2k+Se (2)黏度方程：μt=cμρk2ε (3)上述方程中k方程表示湍流脈動動能方程，ε方程表示湍流耗散方程。下面是RNG kε模型的數(shù)學模型：k方程：?ρk?t+??ρUk=??μ+μtσkRNG?k+pkρε (4)ε方程：?ρε?t+??ρUε=??μ+μtσεRNG?ε+εkc1RNGpkc2RNGρε (5)黏度方程：μt=cμRNGρk2ε (6)c2RNG，cμRNG和常數(shù)σkRNG，而c1RNG=+βRNGη3其中，η=Skε，S=√2EijEij 此外，近年來還出現(xiàn)了可實現(xiàn)kε模型，它為湍流黏性增加了一個公式，給耗散率增加了一個新的傳輸方程，這是一個層流速度脈動的精確方程。在數(shù)學上，標準kω模型是兩個輸運方程求解k，ω，還包括了低雷諾數(shù)的修正和可壓縮性的修正，數(shù)學表達如下[6]：k方程：?ρk?t+?ρuik?xi=??xjTk?k?xj+GkYk+Sk (7) ω方程：ρ?ω?t+ρui?ω?xi=??xjTw?ω?xj+GωYω+Sω 8上式中，Gk表示由層流速度梯度產生的湍流動能，Gω是根據(jù)ω方程得到的，Tk指k的擴散率，Tw指ω的擴散率，Yk，Yω是由擴散產生的湍流。ωy,500vy2ω (13)上式中，a1是經驗常數(shù)，F(xiàn)2是混合函數(shù)。uj39。2+v39。比較著名的CFD軟件有如下：Fluent(市場占有率最高)，PHOENICS(價格低廉)還有CFX等。下面將介紹一下CFD軟件中的Fluent的特點[10]，
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